BE1027476B1 - Unterstöchiometrische Calcination von mineralischen Stoffen - Google Patents

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BE1027476B1 BE20195505A BE201905505A BE1027476B1 BE 1027476 B1 BE1027476 B1 BE 1027476B1 BE 20195505 A BE20195505 A BE 20195505A BE 201905505 A BE201905505 A BE 201905505A BE 1027476 B1 BE1027476 B1 BE 1027476B1
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Zementherstellung und Kalzinierung von mineralischen Stoffen mindestens umfassend die folgenden Schritte: - bereitstellen eines mineralischen Stoffgemisches (1a); - bereitstellen eines Kalzinierungsstroms (2) über eine Rostfeuerung (3) in einer Brennkammer (16); - Kalzinierung des mineralischen Stoffgemisches im Kalzinierungsstroms (2) und erhalten eines kalzinierten Stoffgemisches (1b); - brennen des kalzinierten Stoffgemisches und erhalten von Zementklinker; - Abkühlung des Zementklinkers; dadurch gekennzeichnet, dass die Kalzinierung des mineralischen Stoffgemisches unter unterstöchiometrischen Bedingungen in Bezug auf den Sauerstoffgehalt erfolgt. Die Erfindung umfasst des Weiteren eine Vorrichtung zur Kalzinierung von mineralischen Stoffen.

Description

Unterstöchiometrische Calcination von mineralischen Stoffen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Klinkerersatzstoffes, eine Vorrichtung zur Herstellung eines Klinkerersatzstoffes, ein Zementwerk umfassend eine Vorrichtung zur Kalzinierung von mineralischen Stoffen und die Verwendung einer Vorrichtung zur Herstellung eines Klinkerersatzstoffes. Zement ist ein bedeutender Rohstoff für das Baugewerbe und die moderne Bauindustrie. Der Werkstoff kommt dabei bei sehr vielen unterschiedlichen Projekten wie den Gebäudebau oder auch in Baumaßnahmen wie dem Brücken- und Tunnelbau zum Einsatz. Zusammen mit Zuschlagsstoffen, beispielsweise Sand, sowie Wasser härtet Zement zu Beton aus. Zement härtet als Wassermôrtel auch unter Wasser aus. „Der wichtigste Kalk-Ton-Zement ist der “Portlandzement”. Er besteht aus 58-66 % CaO, 18-26 %SiO2, 4-12 % AlO3, 2-5 % FesO3 und enthält hauptsächlich CazSiO4 (Molverhältnis ca. 2:1), darüber hinaus ca. 10 Gew. % Ca3AlOs und 1 Gew. % CasAlFeOs". (Holleman, Wiberg, Lehrbuch der Anorganischen Chemie, 102. Auflage, de Gruyter, 2007, S. 1257, ISBN: 978-3-11-017770-1, im folgenden Holleman, Wiberg). Wie in beispielsweise der DE 10 2004 038 313 A1 beschrieben, kann die Zementherstellung die Grundschritte Vorwärmung, Kalzinierung, Klinkererzeugung im Brennofen und Abkühlung umfassen. Ein wichtiges Ausgangsprodukt in der Zementherstellung sind Tonmineralien. Diese Tonmineralien, beispielsweise Kalksteinmergel, werden im weiteren Herstellungsverfahren insbesondere fein vermahlen gebrannt (ca. 1450 °C). Nach dem Abkühlen kann der gesinterte Zementklinker beispielsweise mit 2 — 5 % Gips oder Anhydrid vermahlen und in Säcke gepackt werden (Holleman, Wiberg, S.1257). Aufgrund der erforderlichen hohen Brenntemperatur ist die Zementherstellung sehr energieintensiv. Um die Kosten der Zementherstellung niedrig zu halten, werden verschiedene, in der Regel kostengünstige, Stoffe verbrannt. Dies können brennbare Gase, z.B. Erdgas, brennbare Flüssigkeiten (z.B. Mineralöle) oder brennbare Feststoffe (z.B. Kohlestaub) sein. Häufig werden auch in anderen Produktionsprozessen anfallende Reststoffe verfeuert.
Der hohe Energieverbrauch in der klassischen Zementklinkerherstellung kombiniert mit einer weiterhin hohen Nachfrage nach Baumaterialien beinhaltet sowohl hohe Kohlendioxid- und auch Stickoxidemissionen in der Zementherstellung. Im Zuge im strenger werdender Umweltauflagen und Gesetze, sowie gleichzeitig steigenden Rohstoff- und Energiepreisen steigen die Anforderungen an die Ausgestaltung der Kalzinierungs- und Brennprozesse. Dies bedeutet, dass auch bei der Nutzung von billigen und kostengünstigen Brennstoffen die Bildung von Kohlendioxid und Stickoxiden soweit wie möglich reduziert werden muss. Eine Möglichkeit zur Reduzierung des Kohlendioxidverbrauches ist der teilweise Ersatz des Zementklinkers durch entsprechende Ersatzstoffe, beispielsweise kalzinierter Ton. Beispiele finden sich hierfür in der DE 10 2011 014 498 A1.
Effiziente Kalzinierungsverfahren im Umfeld der Zementherstellung, insbesondere der Kalzinierung bedingen außerdem bei einer Optimierung des Kohlendioxidausstoßes und damit einer effizienten sowie sparsamen Verbrennung häufig recht hohe Bildungsraten von Stickoxiden (NOx). Hierzu sind teilweise zusätzliche und analagentechnisch recht komplexe Zusatzschritte oder Zusatzvorrichtungen erforderlich um die Stickoxidbildung zu minimieren. DE 10 2004 038 313 A1 offenbart einen Brenn- bzw. Kalzinierofen zur Herstellung von Zement aus Ofenrohmaterial.
DE 10 2014 113 127 A1 offenbart ein Verfahren und Anlage zur thermischen Behandlung von flugfähigen Rohmaterial. Das Rohmaterial wird in ein von Heizgasen durchströmten Steigrohr eingeführt und dort thermisch behandelt.
DE 10 2008 031 165 A1 offenbart ein Verfahren zum Betreiben einer Anlage zur Herstellung von kalzinierten Ton. Erfindungsgemäß wird der Drehrohr- bzw. Röstofen zur Erzeugung von Heizgas als Brennkammer genutzt, durch eine Brennkammer ersetzt und/oder durch eine zusätzliche Brennkammer ersetzt.
DE 198 54 582 A1 offenbart ein Verfahren und eine Anlage zur thermischen Behandlung von mehlförmigen Rohmaterialien.
US 8,474,387 B2 offenbart eine Anlage und Verfahren zur Verbrennung von verschiedenen brennbaren Abfällen in der Zementherstellung.
DE 10 2011 014 498 A1 offenbart einen Klinkerersatzstoff und Verfahren zur Herstellung des auf dem Klinkerersatzstoff basierende Baustoffe.
Die Erfindung hat die Aufgabe ein Verfahren zur Herstellung eines Klinkerersatzstoffes bereitzustellen, welches eine effizientere Verbrennung verschiedener Brennstoffe unter Minimierung des SchadstoffaustoBes, insbesondere von Kohlendioxid und Stickoxiden ermöglicht.
Diese Aufgabe wird überraschend von einem Verfahren zur Herstellung eines Klinkerersatzstoffes gemäß Anspruch 1 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Die Erfindung umfasst des Weiteren eine Vorrichtung zur Herstellung eines Klinkerersatzstoffes.
Vorteilhafte Ausgestaltungen gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Die Erfindung umfasst zudem einen nach dem Verfahren erhältlichen Klinkerersatzstoff und Zementklinker.
Weiterhin umfasst die Erfindung ein Zementwerk umfassend eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Herstellung eines Klinkerersatzstoffes.
Die Erfindung umfasst außerdem die Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Kalzinierung von mineralischen Stoffen, bevorzugt Tonmineralien und Tonerden.
Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst mindestens die folgenden Schritte. In einem ersten Schritt erfolgt ein Bereitstellen eines mineralischen, tonhaltigen Stoffgemisches. Das mineralische, tonhaltige Stoffgemisch enthält bevorzugt mindestens 5 Gew. % Tone, Tonerden, Schichtsilikate, beispielsweise Tonminerale, bevorzugt beispielsweise Kaolin oder Kaolingemische. In einer Rostfeuerung, wobei die Rostfeuerung in einer Brennkammer angeordnet ist, erfolgt das Bereitstellen eines Kalzinierungsstroms. Der Ausdruck „Kalzinierungsstrom“ beschreibt im Sinne der Erfindung den in der Brennkammer durch Verbrennung von Brennstoff auf der Rostfeuerung entstehenden Gasstrom aus Verbrennungsgasen. Die Rostfeuerung erlaubt die Verbrennung auch von festen, flüssigen und hochviskosen Brennstoffen. Die Rostfeuerung stellt den Kalzinierungsstrom und damit den Gasstrom zur Kalzinierung zur Verfügung. Das mineralische, tonhaltige Stoffgemisch wird im Kalzinierungsstroms unter unterstöchiometrischen Bedingungen in Bezug auf den Sauerstoffgehalt kalziniert und anschließend ein kalziniertes Stoffgemisch erhalten. Der
Ausdruck „unterstöchiometrischen Bedingungen in Bezug auf den Sauerstoffgehalt“ umfasst im Sinne der Erfindung bevorzugt zum einen Kalzinierungsbedingungen mit einem Sauerstoffgehalt welcher nicht ausreicht, um eine vollständige Oxidation der Tonmineralien zu ermöglichen und zum anderen eine Kalzinierung unter auch reduzierenden Bedingungen. Im Sinne der Erfindung können beide Reaktionsbedingungen nebeneinander vorliegen. Bevorzugt umfasst die Kalzinierung keine separate Oxidiationsreaktion unter überstöchiometrischen Sauerstoffüberschuss. Die „unterstöchiometrischen Bedingungen in Bezug auf den Sauerstoffgehalt“ umfassen bevorzugt eine Luftzahl (Lambda) kleiner 1. Das erhaltene kalzinierte mineralische Gemisch kann einen Teil des Klinkers im Zement ersetzten. Aufgrund der erfindungsgemäßen Verfahrensführung lässt sich die Farbe des Produkts verändern und der Ausstoß von Stickoxiden verringern. Bevorzugt umfasst das mineralische, tonhaltige Stoffgemisch Schichtsilikate, Tone, Feldspäte, bevorzugt Kaolin, Metakaolinit, Illit, Al-Si- Spinelle, Montmorillonit, Mullit, Schamott, Bentonit, Smectit, Chrysotil, Chlorit und/oder Vermiculit und/oder Gemsiche davon. In einer bevorzugten Ausführungsform enthält das mineralische Stoffgemisch (1) 0,1 Gew. % bis 4 Gew. % Kohlenstoff. Überraschenderweise ermöglichen die voranstehend beschriebenen Kohlenstoffgehalte eine vorteilhafte Reduktion des im mineralischen Stoffgemisches enthaltenden Eisen. Dabei wird das (rote) Hämatit (Fe2O3) in graues Magnetit (Fe3QO4) überführt. Magnetit verleiht dem Klinkerersatzstoff eine graue Farbe. In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung erfolgt die Kalzinierung unter unterstôchiometrischen Bedingungen mit einem mit einem Sauerstoffpartialdruck pO: kleiner 10% bar, bevorzugt pO: kleiner 1071! bar. Weiterhin bevorzugt erfolgt die Kalzinierung unter unterstöchiometrischen Bedingungen mit einem Volumenverhältnis CO2/CO kleiner 1000, besonders bevorzugt kleiner 50.
Bevorzugt erfolgt die Kalzinierung bei einer Luftzahl (A[Lambda]) kleiner 1, bevorzugt A[Lambda] = 0,70 bis 0,99, besonders bevorzugt A[Lambda] = 0,85 bis 0,98 erfolgt. Die Luftzahl Lambda-Wert oder das Verbrennungsluftverhältnis ist definiert als das Verhältnis der zugeführten Luftmenge zur Luftmenge der stöchiometrischen Verbrennung (siehe auch Römpp, Chemie Lexikon, 9. Auflage, 1995, Seite 2437, ,Lambda-Wert”). In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung erfolgt die Kalzinierung mit einer Temperatur von 800 °C bis 1100 °C im Kalzinierungsstrom.
> BE2019/5505 Bevorzugt erfolgt die Kalzinierung in einem Flugstromcalcinator. In einer bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens ist der der Flugstromcalcinator über ein Ventil regulierbar mit einem zusätzlichen Gasstrom verbunden. Über das Ventil kann der Sauerstoffgehalt und die Strômungsgeschwindigkeit individuell angepasst werden. Bevorzugt weist der der zusätzliche Gasstrom einen Sauerstoffgehalt von 5 Vol. % bis 15 Vol. %, bevorzugt 7 Vol. % bis 12 Vol. % auf.
Weiterhin bevorzugt umfasst der zusätzliche Gasstrom rezirkulierte Luft umfasst, bevorzugt rezirkulierte Luft aus einer Filteranlage.
In einer bevorzugten Ausgestaltung wird der der zusätzliche Gasstrom in Abhängigkeit vom Sauerstoffgehalt im Flugstromcalcinator geregelt. Besonders bevorzugt wird der Sauerstoffgehalt über eine Sauerstoffsonde im Flugstromcalcinator gemessen. Der Ausdruck „Sauerstoffsonde“ umfasst im Sinne der Erfindung bevorzugt Lambda-Sonden und/oder dotierte ZrO» — Sonden. Der Oz-Partialdruck lässt sich bevorzugt über die Nernst’sche Gleichung bestimmen. Über eine Einrichtung zur Datenverarbeitung, welche mit der Sauerstoffsonde verbunden ist, wird der zusätzliche Gasstrom, beispielsweise Über ansteuerbare Ventile und Pumpen, gesteuert.
Bevorzugt wird das mineralischen Stoffgemisches in einem Zyklonvorwärmer vorgewärmt.
In einer bevorzugten Ausgestaltung erfolgt die Kalzinierung ohne einen zusätzlichen Schritt mit stöchiometrischen oder überstôchiometrischen Sauerstoffanteil. Die Vermeidung dieser Schritte vermindert den Ausstoß von Stickoxiden.
Bevorzugt wird das mineralischen Stoffgemisches vor der Kalzinierung vorgewärmt, besonders bevorzugt im Zyklonvorwärmer vorgewärmt.
In einer bevorzugten Ausgestaltung erfolgt die die Kalzinierung im Gleichstrom. Die Erfindung umfasst des Weiteren einen Klinkerersatzstoff erhältlich nach dem voranstehend beschriebenen erfindungsgemäGBen Verfahren und einen Zementklinker enthaltend den erfindungsgemäBen Klinkerersatzstoff.
Die Erfindung umfasst des Weiteren eine Vorrichtung zur Herstellung eines Klinkerersatzstoffes mindestens umfassend die folgenden Elemente.
Ein Flugstromcalcinator umfasst eine Produkteingangsöffnung (für das zu kalzinierendes Produkt) und einer Produktausgangsöffnung und eine Brenngasöffnung.
Die Produkteingangsöffnung ist bevorzugt in Brenngasstromrichtung oberhalb der Brenngasöffnung angeordnet.
Diese Anordnung bewirkt, dass ein flugfähiges (im Brenngasstrom mitführbarer) mineralisches Stoffgemisch (z.B.
Tonmineralien) vom Brenngasstrom (Kalzinierungsstrom) durch den Flugstromcalcinator geführt werden kann und innerhalb des Flugstromcalcinators kalziniert wird.
Eine Brennkammer ist mit der Brenngasöffnung und einer Verbrennungsgaszuführung (beispielsweise für Luft oder Luftgemische mit variierenden Sauerstoffanteil) und einer Brennstoffzuführung verbunden.
Die Brennkammer umfasst des Weiteren eine Rostfeuerung.
Die Rostfeuerung ermöglicht eine Verbrennung und Nutzung fester, flüssiger und auch hochviskoser Brennstoffe bzw. brennbare Abfallstoffe.
Weiterhin ist eine Produktzuführungsleitung mit der Produkteingangsöffnung verbunden.
Ergänzend ist eine Luftzuleitung vorgesehen, wobei die Luftzuleitung Über mindestens ein Ventil mit dem Flugstromcalcinator und/oder der Brennkammer verbunden ist.
Über die Luftzuleitung und gegebenenfalls angeschlossenen Pumpen lässt sich der Sauerstoffanteil im Flugstromcalcinator über das Ventil regeln und steuern.
Bevorzugt ist die Produktzuführungsleitung mit einer oder mehrerer Vorwärmvorrichtung(en), bevorzugt Zyklonvorwärmern, verbunden.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist eine Sauerstoffsonde im Flugstromcalcinator angeordnet.
Die Sauerstoffsonde ermöglicht eine Überwachung der Sauerstoffkonzentration im Flugstromcalcinator.
Weiterhin bevorzugt ist eine Einrichtung zur Datenverarbeitung mit der Sauerstoffsonde und dem Ventil verbunden.
Die Einrichtung zur Datenverarbeitung, welche mit der Sauerstoffsonde verbunden ist, steuert den zusätzliche Gasstrom, beispielsweise über ansteuerbare Ventile und Pumpen.
Die Einrichtung zur Datenverarbeitung umfasst bevorzugt eine Steuereinrichtung, z.B.
Mikroprozessor mit Software und einen Signalwandler aus der Sauerstoffsonde.
Des Weiteren beinhaltet die Erfindung ein Zementwerk umfassend eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Herstellung eines Klinkerersatzstoffes.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann bevorzugt direkt im Zementwerk angeordnet sein.
Über geeignete Mischer kann der Klinkerersatzstoff mit dem im Zementwerk hergestellten Zementklinker gemischt werden.
Weiterhin umfasst die Erfindung die Verwendung der erfindungsgemäBen Vorrichtung zur Kalzinierung von mineralischen Stoffen, bevorzugt Tonmineralien und Tonerden.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines Beispiels näher erläutert.
Das Beispiel schränkt die Erfindung nicht ein.
In einer Simulation wurde der Kohlendixodaussto3 bei der Herstellung einer Tonne Portlandzementklinker und der Herstellung von einer Tonne kalzinierten Ton, bevorzugt Kaolin, gemäß dem erfindungsgemäBen Verfahren verglichen.
Tabelle 1: OL Temperatur [°C] [| Kohlendioxidbildung [kg] | kalzinierter Ton Aus der Tabelle 1 ist ersichtlich, dass die Herstellung von kalzinierten Kaolin über das erfindungsgemäße Verfahren die Kohlendioxidbildung etwa um den Faktor 4 absenkt.
Zusätzlich ist mit 800 °C im Vergleich zu 1450 °C auch eine deutlich niedrigere Betriebstemperatur und damit Energieverbrauch erforderlich.
Deutliche Absenkungen finden sich auch im Komposit-Zement.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figur näher erläutert.
Die Figur schränkt die Erfindung nicht ein.
Die Figur ist nicht maßstabsgetreu.
Figur 1 zeigt eine schematische Ansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Die Vorrichtung umfasst mindestens die folgenden Elemente.
Ein Flugstromcalcinator (4) umfasst eine Produkteingangsöffnung (4a), eine Produktausgangsöffnung (4d) zum Austragen des erzeugten kalzinierten Stoffgemisches (1b) und eine Brenngasöffnung (40). Die Produkteingangsöffnung (4a) ist bevorzugt in Brenngasstromrichtung oberhalb der Brenngasöffnung (4c) angeordnet.
Diese Anordnung bewirkt, dass ein flugfähiges (im Brenngasstrom mitführbarer) mineralischen Stoffgemisch (1a) (z.B.
Tonmineralien) nach einer Vorwärmung in Vorwärmstufen, z.B.
Zyklonvorwärmer (9) vom Brenngasstrom bzw.
Kalzinierungsstrom (2) durch den Flugstromcalcinator (4) geführt werden kann und innerhalb des Flugstromcalcinators (4) kalziniert wird.
Eine Brennkammer (16) ist mit der Brenngasöffnung (12a) und einer Verbrennungsgaszuführung (12b) (beispielsweise für Luft oder Luftgemische mit variierenden Sauerstoffanteil) und einer Brennstoffzuführung (13) verbunden.
Ventile (6) ermöglichen eine Regulierung der Verbrennungsgaszuführung (12b). Die Brennkammer (16) umfasst des Weiteren eine Rostfeuerung (3). Die Rostfeuerung (3) ermöglicht eine Verbrennung und Nutzung fester, flüssiger und auch hochviskoser Brennstoffe bzw. brennbare Abfallstoffe.
Eine Rückstandsöffnung (4b) ermöglicht die Entfernung der nicht brennbaren Brennstoffreste.
Über einen Zündbrenner (14) mit Brennstoff-Zuleitung (15) wird der in der Brennkammer (16) befindliche Brennstoff entzündet.
Weiterhin ist eine Produktzuführungsleitung (8) mit der Produkteingangsöffnung (4a) verbunden.
Ergänzend ist eine Luftzuleitung (7) für einen zusätzlichen Gasstrom (5) vorgesehen, wobei die Luftzuleitung (7) über mindestens ein Ventil (6) mit dem Flugstromcalcinator (4) und/oder der Rostfeuerung verbunden ist.
Über die Luftzuleitung (7) und gegebenenfalls angeschlossenen Gebläse (17) lässt sich der Sauerstoffanteil im Flugstromcalcinator (4) über das Ventil (6) regeln und steuern.
Optional ist noch eine Sauerstoffsonde (10) und eine nicht gezeigte Einrichtung zur Datenverarbeitung (11) mit umfasst.
Bezugszeichenliste
(la) mineralisches Stoffgemisch (1b) kalziniertes Stoffgemisch
(2) Kalzinierungsstrom
(3) Rostfeuerung
(4) Flugstromcalcinator
(4a) Produkteingangsöffnung (4b) Rückstandsöffnung
(4c) Brenngasöffnung
(4d) Produktausgangsöffnung
(5) zusätzlicher Gasstrom
(6) Ventil (7) Luftzuleitung
(8) Produktzuführungsleitung
(9) Vorwärmstufen
(10) Sauerstoffsonde
(11) Einrichtung zur Datenverarbeitung (12a) Brenngasöffnung
(12b) Verbrennungsgaszuführung
(13) Brennstoffzuführung
(14) Zündbrenner
(15) Brennstoff -Zuleitung (16) Brennkammer
(17) Gebläse

Claims (23)

Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung eines Klinkerersatzstoffes mindestens umfassend die folgenden Schritte: - bereitstellen eines mineralischen, tonhaltigen Stoffgemisches (1a); - bereitstellen eines Kalzinierungsstroms (2) über eine Rostfeuerung (3) in einer Brennkammer (16); - Kalzinierung des mineralischen Stoffgemisches im Kalzinierungsstroms (2) und erhalten eines kalzinierten Stoffgemisches (1b); dadurch gekennzeichnet, dass die Kalzinierung des mineralischen Stoffgemisches unter unterstöchiometrischen Bedingungen in Bezug auf den Sauerstoffgehalt erfolgt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das mineralische, tonhaltige Stoffgemisch (1) Schichtsilikate, Tone, Feldspäte, bevorzugt Kaolin, Metakaolinit, Illit, Montmorillonit, Mullit, Schamott, Bentonit, Smectit, Chrysotil, Chlorit und/oder Vermiculit umfasst.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das mineralische Stoffgemisch (1) 0,1 Gew. % bis 4 Gew. % Kohlenstoff enthält.
4. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kalzinierung mit einem Sauerstoffpartialdruck pO2 kleiner 103 bar, bevorzugt pO: kleiner 101! bar erfolgt.
5. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kalzinierung mit einem Volumenverhältnis CO2/CO kleiner 1000, bevorzugt kleiner 50 erfolgt.
6. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kalzinierung bei einer Luftzahl (A[Lambda]) kleiner 1, bevorzugt A[Lambda] = 0,70 bis 0,99, besonders bevorzugt A[Lambda] = 0,85 bis 0,98 erfolgt.
7. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kalzinierung in einem Flugstromcalcinator (4) erfolgt.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Flugstromcalcinator (4) über ein Ventil (6) regulierbar mit einem zusätzlichen Gasstrom (5) verbunden wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der zusätzliche Gasstrom (5) einen Sauerstoffgehalt von 5 Vol. % bis 15 Vol. %, bevorzugt 7 Vol. % bis 12 Vol. % aufweist.
10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der zusätzliche Gasstrom (5) rezirkulierte Luft umfasst, bevorzugt rezirkulierte Luft aus einer Filteranlage umfasst.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der zusätzliche Gasstrom (5) in Abhängigkeit vom Sauerstoffgehalt im Flugstromcalcinator (4) geregelt wird, bevorzugt über eine Sauerstoffsonde (10) im Flugstromcalcinator (4) gemessen und besonders bevorzugt über eine mit der Sauerstoffsonde (10) verbundene Einrichtung zur Datenverarbeitung (11) gesteuert wird.
12. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mineralischen Stoffgemisches (1) in einem Zyklonvorwärmer vorgewärmt wird.
13. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kalzinierung ohne einen Schritt mit stöchiometrischen oder überstöchiometrischen Sauerstoffanteil erfolgt.
14. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die das mineralischen Stoffgemisches vor der Kalzinierung vorgewärmt, bevorzugt in Zyklonvorwärmer vorgewärmt wird.
15. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kalzinierung im Gleichstrom erfolgt.
16. Klinkerersatzstoff erhältlich nach einem Verfahren der Ansprüche 1 bis 15.
17. Zementklinker enthalten einen Klinkerersatzstoff nach Anspruch 16.
18. Vorrichtung zur Herstellung eines Klinkerersatzstoffes mindestens umfassend die folgenden Elemente: - ein Flugstromcalcinator (4) mit einer Produkteingangsöffnung (4a) und einer Produktausgangsôffnung (1b) und einer Brenngasôffnung (4c); - eine Brennkammer (16) verbunden mit der Brenngasöffnung (4c) und einer Verbrennungsgaszuführung (12) und einer Brennstoffzuführung (13), wobei die Brennkammer (16) eine Rostfeuerung (3) umfasst; - eine Produktzuführungsleitung (8) verbunden mit der Produkteingangsöffnung (4a); - eine Luftzuleitung (7) welche über mindestens ein Ventil (6) mit dem Flugstromcalcinator (4) und/oder der Brennkammer (16) verbunden ist.
19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Produktzuführungsleitung (8) mit einer oder mehrerer Vorwärmvorrichtung (en) (9), bevorzugt Zyklonvorwärmern, verbunden ist.
20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass eine Sauerstoffsonde (10) im Flugstromcalcinator (4) angeordnet ist.
21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einrichtung zur Datenverarbeitung (11) mit der Sauerstoffsonde (10) und dem Ventil (6) verbunden ist.
22. Zementwerk umfassend eine Vorrichtung zur Herstellung eines Klinkerersatzstoffes nach einem der Ansprüche 18 bis 21.
23. Verwendung einer Vorrichtung zur Herstellung eines Klinkerersatzstoffes nach einem der Ansprüche 18 bis 21 zur Kalzinierung von mineralischen Stoffen, bevorzugt Tonmineralien und Tonerden.
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