Die Erfindung betrifft eine Anlage zur Vermischung, Entwäs
serung und Aufheizung von wasserhaltigen Ausgangsstoffen,
insbesondere von Abprodukten aus Verbrennungsanlagen, zur
Herstellung von Baustoffen in einer beheizbaren Mischschnec
ke.The invention relates to a plant for mixing, dewatering
removal and heating of water-containing raw materials,
in particular from waste products from incineration plants, for
Production of building materials in a heatable mixer
ke.
Aus dem Stand der Technik sind Anlagen bekannt, bei denen
Baustoffe, wie z. B. für mörteltechnische Zwecke verwendete
Kalke - abgesehen vom Karbidkalk - durch Brennen von Kalk
stein unterhalb der Sintergrenze hergestellt werden. Auch
die Verwendung von Gips als Baustoff beruht auf dem Effekt,
daß die beim Brennen entstehenden wasserärmeren oder wasser
freien Produkte nach dem Anmachen mit Wasser wieder erhär
ten. Zemente unterliegen ebenfalls der Bedingung, daß das
Rohmehl oder wenigsten der Hauptbestandteil der Ausgangs
stoffe mindestens bis zur Sinterung erhitzt werden muß. Ab
hängig von der Qualität der herzustellenden Bindemittel und
dem Einsatz unterschiedlicher Ausgangsstoffqualitäten ist
der Brennprozeß mit jeweils angepaßten Temperaturgängen zu
führen, d. h. die Brennertemperaturen, die Herstellungsbedin
gungen und natürlich die Ofenkonstruktionen sind abhängig
von gewollten Endprodukt und der Qualität der Ausgangsstoffe
verschieden. Die technische Herstellung von Plastern erfolgt
beispielsweise durch thermische Entwässerung und teilweise
Entsäuerung in Gipskochern mit einem Fassungsvermögen von 1
bis 20 t. Diese Aggregate, die mit Gas, Öl oder auch elek
trisch beheizbar sind, bestehen aus einem blechernen oder
gußeisernen Kessel mit Dunsthaube und integriertem Rühr
werk. Die Kochdauer beträgt bei Vortrocknung der Ausgangs
stoffe ca. 2 Stunden; ohne Vortrocknung etwa 3½ Stunden. Ne
ben diesen periodisch arbeitenden Kochern kommen aber noch
andere Ofenkonstruktionen, wie bspw. Etagen-, Kammer-, Muf
fel- und Schachtöfen sowie auch kontinuierlich arbeitende
Kocher zum Einsatz.Systems are known from the prior art in which
Building materials, such as B. used for mortar purposes
Limes - apart from carbide lime - by burning lime
stone below the sintering limit. Also
the use of gypsum as a building material is based on the effect
that the poorer water or water produced during firing
free products after mixing with water
ten. Cements are also subject to the condition that the
Raw flour or at least the main ingredient of the starting
substances must be heated at least until sintering. From
depending on the quality of the binders to be produced and
the use of different raw material qualities
the firing process with adapted temperature responses
lead, d. H. the burner temperatures, the manufacturing conditions
conditions and of course the furnace designs are dependent
of the desired end product and the quality of the raw materials
different. The technical production of plastics takes place
for example by thermal drainage and partially
Deacidification in gypsum cookers with a capacity of 1
up to 20 t. These units, which run on gas, oil or even elec
are heatable, consist of a sheet metal or
cast iron kettle with extractor hood and integrated stirrer
plant. The cooking time is pre-drying of the starting
fabrics about 2 hours; about 3½ hours without pre-drying. No
But these periodically working stoves still come
other furnace designs, such as storey, chamber, muff
rock and shaft ovens as well as continuously working
Cooker used.
Direkt oder indirekt beheizte Drehöfen, 10 bis 20 m lang und
im Gegenstrom oder auch nach den Gleichstromprinzip arbei
tend, werden für ein Leistungsspektrum zwischen 60 bis 300
tato eingesetzt. Aber trotz wirtschaftlicher und wärmetech
nischer Vorteile derartiger Drehöfen wird im allgemeinen der
Kocher bevorzugt, weil dieser bessere Qualitäten mit hohen
Gehalten an α-Halbhydrat herzustellen gestattet. Um einen
sogenannten Überbrand zu verhindern, ist neben einer exakten
Temperatur-Zeit-Führung des Brennprozesses eine gute Durch
mischung des Brenngutes während des Prozesses notwendig
(A. Petzold "Chemie und Technologie der Bindemittel" Dtsch.
Verlag d. Wissenschaften Berlin 1. Auflage, S. 7 ff., S. 39
ff, 1960).Directly or indirectly heated rotary kilns, 10 to 20 m long and
work in countercurrent or also according to the direct current principle
tend for a range of services between 60 to 300
tato used. But despite economic and heat technology
nischer advantages of such rotary kilns is generally the
Kocher preferred because of these better qualities with high
Content of α-hemihydrate allowed to produce. To one
To prevent so-called overburn is next to an exact one
Temperature-time management of the burning process a good through
Mixing of the firing material is necessary during the process
(A. Petzold "Chemistry and Technology of Binders" Dtsch.
Verlag d. Sciences Berlin 1st edition, p. 7 ff., P. 39
ff, 1960).
Weiterhin sind beheizbare Mischschnecken bekannt, die spezi
ell bei Förderern mit einen feuchten Fördergut bei einer
Aufstellung im Freien eingesetzt werden. Dadurch soll es
möglich sein, das feuchte Fördergut auch bei Temperaturen
bis minus 30°C zu transportieren. Zur Herstellung von Bautei
len aus beispielsweise keramischen Materialien ist eine in
DE-GM 91 15 185.6 dargestellte Vorrichtung zur Mikrowellen
behandlung bekannt. Charakteristisch für die Vorrichtung
ist, daß diese eine durch ein Rohr definierte Förderschnec
ke, mehrere an Rohrabschnitten unterschiedlicher Länge ange
ordnete Generatoren mit regelbarer Leistung zur Erzeugung
von Mikrowellen-Strahlen und einen Resonator zur Regelung
der Mikrowellen-Strahlung sowie Sensoren zum Messen der Tem
peratur des Rohres hat. Keramikmaterial als Endlosstrang
soll herstellbar sein, in den ein bildsames Keramikgemisch
durch eine Trichteröffnung einem Extruder zugeführt und
durch dessen Förderschnecke durch das Rohr transportiert
wird. Das Keramikmaterialgemisch durchläuft drei Rohrab
schnitte unterschiedlicher Länge, wird somit zunächst durch
die Mikrowellen-Strahlung auf eine oberhalb des Kristallisa
tionspunktes des keramischen Materials liegenden Temperatur
erhitzt, dann erfolgt aufgrund seiner unpolaren Eigenschaft
des Gemisches eine Abkühlung und damit seine Kristallisation
und abschließend wird das Gemisch bis zur Brenntemperatur
erwärmt und gebrannt. Die Erwärmung erfolgt indirekt durch
die Rohrwandung. Nachteilig ist, daß dieser Vorrichtung im
mer ein zuvor aufbereitetes Keramikmaterialgemisch zugeführt
werden muß, da die Förderschnecke keine ausreichende Vermi
schung der Ausgangsstoffe ermöglicht.Furthermore, heated mixing screws are known, the speci
ell for conveyors with a moist conveyed good at one
Installation outdoors. This is supposed to
be possible to transport the moist material even at temperatures
to be transported down to minus 30 ° C. For the production of building egg
len made of, for example, ceramic materials is an in
DE-GM 91 15 185.6 shown device for microwaves
treatment known. Characteristic of the device
is that this is a conveyor cutting defined by a pipe
ke, several attached to pipe sections of different lengths
ordered generators with controllable power for generation
of microwave rays and a resonator for regulation
the microwave radiation and sensors for measuring the tem
temperature of the pipe. Ceramic material as an endless strand
should be producible, in which a pictorial ceramic mixture
fed to an extruder through a hopper opening and
transported through the pipe by its screw conveyor
becomes. The ceramic material mixture runs through three pipes
cuts of different lengths, is thus initially
the microwave radiation on one above the crystallisa
temperature of the ceramic material
heated, then takes place due to its non-polar property
cooling of the mixture and thus its crystallization
and finally the mixture is brought to the firing temperature
warmed and burned. The heating takes place indirectly through
the pipe wall. The disadvantage is that this device in
mer a previously prepared ceramic material mixture supplied
must be, since the screw conveyor is not sufficient Vermi
enables the raw materials to be created.
Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Anlage zur
Vermischung, Entwässerung und Aufheizung von wasserhaltigen
Ausgangsstoffen, insbesondere von Abprodukten aus Verbren
nungsanlagen, zur Herstellung von Baustoffen in einer be
heizbaren Mischschnecke zu schaffen, die eine ausreichende
Vermischung der Ausgangsstoffe garantiert und das Mischgut
mit einen geringen technischen Aufwand brennt. Erreicht wird
dies dadurch, daß die Mischschnecke ein Doppelmischschnec
kenförderer mit einer direkten und/oder indirekten Heizein
richtung ist, der im Bereich der Mischgutaufnahme ein oder
mehrere Ausgangsbunker mit je einer Dosiervorrichtung hat
sowie an der Austragsseite ein Sammel-/Transportbehälter an
geordnet ist. Die Beheizung des Doppelmischschneckenförde
rers erfolgt durch Verbrennung von Öl, Gas und/oder elek
trisch, wobei die Wärmeübertragung auf das Mischgut indirekt
durch Konvektion und/oder direkt durch Strahlung realisiert
wird, und die Wärmeübertragung über eine integrierte, durch
satzabhängige Steuerung der direkten und indirekten Behei
zung zueinander gestellt werden kann. Charakteristisch ist
auch, daß die Paddelstellung der Mischschnecken des Doppel
mischschneckenförderers für eine starke Zwangsmischung der
Ausgangsstoffe verstellbar ist. Vorteilhafterweise können
mit dieser Anlage Baustoffmischungen unterschiedlicher was
serhaltiger Ausgangsstoffe mit frei einstellbaren Anteilen
mit einen geringen anlagentechnischen, energetischen und re
gelungstechnischen Aufwand getrennt dem Doppelmischschnec
kenförderer zugeführt und dort während des Durchwanderns des
mittels der gesteuerten Beheizungsarten (Konvektion und
Strahlung) aufgebauten Temperaturprofils nach einen der ge
wünschten Qualität des zu erzeugenden Baustoffes angepaßten,
frei einstellbaren Temperatur-Zeit-Regimes entwässert, auf
geheizt und gebrannt werden. Durch die ständige Zwangsmi
schung der Ausgangsstoffe beim Brennprozeß ist die Gefahr
der partiellen Überbrennung über das Volumen des Brenngutes
ausgeschlossen.The invention is based on the problem of a system for
Mixing, dewatering and heating of water-containing
Starting materials, in particular waste products from combustion
systems for the production of building materials in a be
heatable mixing screw to create a sufficient
Mixing of the raw materials guaranteed and the mix
burns with little technical effort. Is achieved
this in that the mixing screw is a double mixing screw
kenförderer with a direct and / or indirect heating
direction is that in the area of the mix reception or
has several exit bunkers, each with a dosing device
as well as a collection / transport container on the discharge side
is ordered. The heating of the double mixing screw conveyor
rers is done by burning oil, gas and / or elek
trisch, the heat transfer to the mix indirectly
realized by convection and / or directly by radiation
is, and the heat transfer via an integrated, through
set-dependent control of direct and indirect heating
can be put together. Is characteristic
also that the paddle position of the mixing augers of the double
mixing screw conveyor for a strong forced mixing of the
Starting materials is adjustable. Can advantageously
with this plant building material mixtures different what
Raw materials with freely adjustable proportions
with a low system engineering, energetic and re
technical effort separately from the double mixer
kenförderer fed and there while walking through the
by means of the controlled types of heating (convection and
Radiation) built up temperature profile according to one of the ge
desired quality of the building material to be produced,
freely adjustable temperature-time regime drains on
be heated and burned. Through the constant compulsory mi
The danger of the raw materials in the burning process
partial overburning over the volume of the fired material
locked out.
Die Erfindung soll an Beispiel des Calzinierens einer Bau
stoff-Mischung aus zwei Komponenten näher erläutert werden.
Die zugehörige Zeichnung zeigt die erfindungsgemäße Anlage
in der Seiten- und Draufsicht sowie den Schnitt A-A von der
Seitenansicht. Es ist ein Doppelmischschneckenförderer 1 mit
einer direkten und indirekten Heizeinrichtung 6 dargestellt,
wobei der Doppelmischschneckenförderer 1 im Bereich der
Mischgutaufnahme 2 zwei Ausgangsbunker 3 mit je einer nicht
dargestellten Dosiervorrichtung sowie an der Austragsseite 4
einen Sammel-/Transportbehälter 5 hat. Die beiden zum Ein
satz kommenden Komponenten sind staubförmige Stoffe mit
Korngrößen bis 500 µm. Die Feuchte des einen Stoffes beträgt
20% und neigt zum Kleben und zur Brückenbildung. Deshalb
wird für diesen Ausgangsstoff im Bereich der Mischgutaufnah
me 4 ein Zwangsförderer, d. h. eine rotierende Verdrängerpun
pe mit Füllschnecke und Brückenbrecher eingesetzt. Beide
Ausgangsstoffe werden von den Ausgangsbunkern 3 dosiert mit
einer Durchsatzmenge von 160 kg/h in einem prozentualen Ver
hältnis von 60 : 40 zum Doppelmischschneckenförderer 1 ge
fördert. Der beheizbare Doppelmischschneckenförderer 1 ist
die Calzinierungseinheit der Anlage. Die Paddelstellung der
Mischschnecken des Doppelmischschneckenförderers 1 ist ver
stellbar und wird so für eine starke Zwangsmischung der Aus
gangsstoffe eingestellt. Beim Brennprozeß entsteht ein aus
den Mischgut gebildeter Pseudotrog, der von den geometri
schen Abmessungen des Doppelmischschneckenförderers 1 ab
hängt. Ausschlaggebend für das Calzinierungsergebnis ist die
maximale Höhe des Pseudotrogs. Für die hier beschriebenen
Verhältnisse ergibt sich eine maximale Höhe von 40 mm. Der
Doppelmischschneckenförderer 1 ist in Transportrichtung in
drei Abschnitte unterteilt. Unmittelbar unterhalb der Misch
gutaufnahme 4 beginnt die Mischstrecke mit einer Länge von 1
m, wo die beiden Ausgangsstoffe innig miteinander zwangsge
mischt werden. Danach schließt sich eine 6 m lange Heiz
strecke 6 an. Die Heizstrecke 6, wie im Schnitt A-A der Sei
tenansicht der Anlage dargestellt, wird durch eine direkte
Beheizung über Hochtemperaturstrahler im Abdeckungsbereich
und durch eine indirekte Beheizung mittels Hochtemperatur
strahler im Trogbereich des Doppelmischschneckenförderers 1
realisiert. Die Strahler haben pro Einheit eine Länge von 1 m
und sind getrennt regelbar. Damit ist ein Temperaturprofil
der Heizstrecke 6 einstellbar, das den Anforderungen der
Ausgangsstoffe entspricht und so eine reproduzierbare Quali
tät des Endproduktes garantiert. Dieser Heizstrecke 6
schließt sich eine Beruhigungsstrecke mit einer Länge von 1 m
an. Am Ende der Beruhigungsstrecke befindet sich die Aus
tragsstelle 4, wo das fertig gebrannte Gut einen Sammel-/
Transportbehälter 5 übergeben wird. Der beim Brennen entste
hende Brüden wird aus den Doppelmischschneckenförderer 1 un
mittelbar unterhalb der Mischgutaufnahme 2 abgezogen, wo
durch ein Gegenstromprinzip zwischen Brenngutrichtung und
Brüdenstromrichtung eingestellt wird. Das nachstehende Dia
gramm zeigt die Temperatur-Zeit-Kurve für das Calzinieren
der beschriebenen Baustoffmischung. Im Brenngut wird mit der
erfindungsgemäßen Anlage eine gleichmäßige Temperatur von
rd. 480°C erreicht, die die Gewähr für eine vollständige
Calzinierung des Brenngutes ist. Diese Temperatur wird nach
etwa 57 min. bei Wirkung einer Trogtemperatur von 450°C und
einer Strahlertemperatur der direkten Heizung von 500 bis
600°C erreicht.The invention will be explained in more detail using the example of calcining a building material mixture of two components. The accompanying drawing shows the system according to the invention in side and top view as well as section AA from the side view. A double mixing screw conveyor 1 with a direct and indirect heating device 6 is shown, the double mixing screw conveyor 1 in the area of the mixture receiving material 2 having two exit bunkers 3 , each with a metering device, not shown, and on the discharge side 4 a collecting / transport container 5 . The two components used are dusty substances with grain sizes up to 500 µm. The moisture of one substance is 20% and tends to stick and bridging. Therefore, the Mischgutaufnah me 4 is a forced conveyor for this starting material in the field, ie, a rotating feed screw with Verdrängerpun pe and bridge breaker employed. Both starting materials are metered from the starting bunkers 3 with a throughput of 160 kg / h in a percentage ratio of 60:40 to the double mixing screw conveyor 1 . The heatable double mixing screw conveyor 1 is the calcining unit of the system. The paddle position of the mixing screws of the double mixing screw conveyor 1 is adjustable and is thus adjusted for a strong forced mixing of the starting materials. During the firing process, a pseudo-trough is formed from the mix, which depends on the geometrical dimensions of the double mixing screw conveyor 1 . The maximum height of the pseudotrog is decisive for the calcination result. For the conditions described here, the maximum height is 40 mm. The double mixing screw conveyor 1 is divided into three sections in the transport direction. Immediately below the mixing well intake 4 , the mixing section begins with a length of 1 m, where the two starting materials are intimately mixed with each other. This is followed by a 6 m long heating section 6 . The heating section 6 , as shown in section AA of the side view of the system, is realized by direct heating via high-temperature lamps in the coverage area and by indirect heating by means of high-temperature lamps in the trough area of the double mixing screw conveyor 1 . The radiators have a length of 1 m per unit and can be controlled separately. A temperature profile of the heating section 6 can thus be set, which corresponds to the requirements of the starting materials and thus guarantees a reproducible quality of the end product. This heating section 6 is followed by a calming section with a length of 1 m. At the end of the calming section there is the carrying point 4 , where the finished product is passed to a collection / transport container 5 . The vapors produced during the firing process are withdrawn from the double mixing screw conveyor 1 directly below the mixture receptacle 2 , where a countercurrent principle is used to set the direction of the firing material and the vapor flow direction. The diagram below shows the temperature-time curve for calcining the building material mixture described. A constant temperature of approx. 480 ° C reached, which is the guarantee for a complete calcination of the kiln. This temperature is raised after about 57 min. achieved with a trough temperature of 450 ° C and a radiator temperature of direct heating of 500 to 600 ° C.