Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Kaolin ist ein pulverf\u00f6rmiges, helles Mineral, das als Rohstoff in vielen Bereichen der industriellen Ferti-gung eingesetzt wird: als F\u00fcllstoff f\u00fcr Papier, Kunststoffe, Gummiprodukte, Farben und Klebstoffe, Por-zellan und Keramik. Bei der industriellen Kaolinproduktion wird f\u00fcr die thermische Trocknung sehr viel Energie in Form von Erdgas ben\u00f6tigt. Ziel des Projektes ist es, mittels einer Hochdruckr\u00f6hrenpresse Kaolin so stark mechanisch zu entw\u00e4ssern, dass auf einen Teil der energieintensiven thermischen Trocknung verzichtet werden kann. Dabei k\u00f6nnen pro Jahr bis zu 4 GWh thermische Energie in Form von Erdgas eingespart werden.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenIm ersten Schritt wurde eine Pilotanlage, bestehend aus 4 R\u00f6hrenpressen einschlie\u00dflich der zum Betrieb erforderlichen Peripherie (Stahl- und Hallenbau, Rohrleitungen, EMSR-Technik, Beleuchtung, Bauleistungen) installiert und in den bestehenden Produktionsablauf integriert.
\nW\u00e4hrend der anschlie\u00dfenden Erprobungsphase wurde die Leistungsf\u00e4higkeit des Verfahrens ermittelt. Dabei wurden untersucht:
\n\tWie wirken sich Schwankungen in der Zusammensetzung der Kaolinsuspension (Feststoffgehalt, Korngr\u00f6\u00dfenverteilung) auf das Entw\u00e4sserungsergebnis und die Durchsatzleistung aus. Wie stark l\u00e4sst sich Kaolin mit dieser Technik entw\u00e4ssern.
\n\tEntsprechen die Betriebskosten (Personal- und Wartungskosten) den erwarteten Angaben.
\n\tWird das Kaolinkorn durch die hohen Dr\u00fccke ver\u00e4ndert.
\n\tWie verh\u00e4lt sich das stark kompaktierte Kaolin in der anschlie\u00dfenden Mahltrocknung, wie stark werden die Korngr\u00f6\u00dfenverteilung und die Kornstruktur beeinflusst.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Im Rahmen des Projektes wurde erstmals in Deutschland eine Hochdruckpresse zur Entw\u00e4sserung von Kaolinsuspensionen im gro\u00dftechnischen Ma\u00dfstab errichtet und betrieben. Die Anlagentechnik arbeitet parallel zu der konventionellen Entw\u00e4sserungstechnik bestehend aus Kammerfilterpresse und thermischer Trocknung (Etagentrockner).<\/p>\n
W\u00e4hrend des Betriebes konnte gezeigt werden, dass Restfeuchten im Filterkuchen von 12 % erreicht werden. Damit werden die Ergebnisse des Etagentrockners von 12 – 15 % teilweise noch unterschritten. Die Durchsatzleistung der Anlage betr\u00e4gt bei optimalen Betriebsbedingungen ca. 1,1 t\/h. Damit konnte gezeigt werden, dass die aus Vorversuchen ermittelte Anlagendimensionierung von 1,0 t\/h erreicht wird.<\/p>\n
Der Energieverbrauch kann im Vergleich zur konventionellen Technik deutlich gesenkt werden. Die Gesamtenergiekosten (Summe aus Strom- und Erdgaskosten) betragen bei optimaler Betriebsweise weniger als 30 % gegen\u00fcber der konventionellen Technik.<\/p>\n
Zu Beginn des Probebetriebes wurden verschiedene anlagentechnische Probleme erkannt und schrittweise behoben. Es zeigte sich dar\u00fcber hinaus, dass Anpassungen an den vorgeschalteten Aufbereitungsstufen erforderlich sind, um einen stabilen Anlagenbetrieb zu erm\u00f6glichen. Die R\u00f6hrenpressen arbeiten dann besonders stabil, wenn die Prozessparameter Feststoffgehalt und Temperatur der Suspension genau eingestellt und m\u00f6glichst konstant gehalten werden.<\/p>\n
W\u00e4hrend der Erprobungsphase wurden analytische Untersuchungen an den Filterkuchen aus der R\u00f6hrenpresse und der konventionellen Technik durchgef\u00fchrt. Die Korngr\u00f6\u00dfenanalysen zeigen nur geringe Unterschiede der beiden Produktionsverfahren. Bei der Weiterverarbeitung des Kaolins sind damit keine anwendungstechnischen Unterschiede zu erwarten.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
Die Zwischenergebnisse wurden im Rahmen eines Vortrages auf dem 4. H\u00f6hr-Grenzh\u00e4user Keramik Symposium am 16.09.2009 vorgestellt. Weitere Ver\u00f6ffentlichungen sind geplant. Dar\u00fcber hinaus stellen wir die Anlagentechnik als Pilotanlage \/ Demonstrationsanlage f\u00fcr andere Kaolin- und Mineralproduzenten zur Verf\u00fcgung. Der Anlagenhersteller Metso Minerals plant ebenfalls Ver\u00f6ffentlichungen in verschiedenen Fachzeitschriften.<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
W\u00e4hrend des Probebetriebes konnte gezeigt werden, dass die Anlagentechnik die vorgegebenen Auslegungsparameter bez\u00fcglich Entw\u00e4sserungsgrad und Anlagendurchsatz erreicht. Der Energieverbrauch kann durch die Technik deutlich gesenkt werden.<\/p>\n
Die nachgeschaltete Mahltrocknungsanlage l\u00e4sst sich mit dem Filterkuchen aus der Hochdruckpresse stabil betreiben. Anpassungen an der nachgeschalteten Anlagentechnik wurden nicht erforderlich.
\nBei der vorgeschalteten Aufbereitungstechnik wurden Anpassungen erforderlich, um einen stabilen Anlagenbetrieb zu erm\u00f6glichen. Die R\u00f6hrenpressen arbeiten dann besonders stabil, wenn die Prozessparameter Feststoffgehalt und Temperatur der Suspension genau eingestellt und m\u00f6glichst konstant gehalten werden.<\/p>\n
Die analytischen Untersuchungen haben gezeigt, dass der Einfluss der Hochdrucktechnik auf die Korngr\u00f6\u00dfenverteilung und die Kornstruktur zu vernachl\u00e4ssigen ist.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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