DE102014012396B4 - Process and plant for the production of cement clinker with deacidification in a fluidized bed plant - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anlage zur Herstellung von Zementklinker, aufweisend die Schritte Erhitzen eines ersten Zementrohmehls (1) in einem Zyklon-Wärmetauscher (3), Sintern des erhitzten Zementrohmehls (1) zu Zementklinker in einem Drehrohrofen (6) und Kühlen des Zementklinkers in einem Klinkerkühler (7). Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass eine zweites Zementrohmehl (12) an mindestens einer Eintragsstelle (13a, 13b, 13c, 13d) zwischen Materialeintrag in den ersten Zyklon (2a) des Wärmetauschers (3) und Drehofeneinlaufkammer (5) in den Prozess der Zementklinkerherstellung zudosiert wird, wobei das zweite Zementrohmehl (12) als Produkt eines separaten, in einer Wirbelschichtanlage (15) ablaufenden Prozesses des thermischen Behandelns und Entsäuerns eines Rohmehls (14) gegeben wird und einen Entsäuerungsgrad von mindestens 30%, bevorzugt mindestens 60%, aufweist, und wobei nach der Zudosierung der Anteil des zweiten Zementrohmehls (12) mindestens 10 Gew.-% beträgt. Der so angekoppelte Entsäuerungsprozess der Wirbelschichtanlage (15) kann für die Erzeugung elektrischer Energie genutzt werden und besitzt vergleichsweise geringe rohmaterial- und brennstoffbedingte Emissionswerte.The invention relates to a method and a plant for the production of cement clinker, comprising the steps of heating a first cement raw meal (1) in a cyclone heat exchanger (3), sintering the heated cement raw meal (1) to cement clinker in a rotary kiln (6) and cooling the Cement clinker in a clinker cooler (7). According to the invention, a second cement raw meal (12) is metered into the process of cement clinker production at at least one entry point (13a, 13b, 13c, 13d) between material entry into the first cyclone (2a) of the heat exchanger (3) and rotary kiln inlet chamber (5) wherein the second cement raw meal (12) is provided as a product of a separate process in a fluidized bed system (15) of thermally treating and deacidifying a raw meal (14) and having a degree of deacidification of at least 30%, preferably at least 60%; after metering, the proportion of the second cement raw meal (12) is at least 10% by weight. The so coupled deacidification process of the fluidized bed system (15) can be used for the generation of electrical energy and has comparatively low raw material and fuel-related emission levels.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Zementklinker, aufweisend die Schritte Erhitzen eines ersten Zementrohmehls in einem aus einer Abfolge von Zyklonen bestehenden Wärmetauscher, Sintern des erhitzten ersten Zementrohmehls zu Zementklinker in einem Drehrohrofen mit mindestens einer Drehofeneinlaufkammer und Kühlen des Zementklinkers in einem Klinkerkühler. Die Erfindung betrifft ferner eine Anlage zur Herstellung von Zementklinker, aufweisend einen aus einer Abfolge von Zyklonen bestehenden Wärmetauscher zum Erhitzen eines ersten Zementrohmehls, einen Drehrohrofen mit mindestens einer Drehofeneinlaufkammer zum Sintern des erhitzten ersten Zementrohmehls und einen Klinkerkühler zur Kühlung des Zementklinkers, eine Wirbelschichtanlage zur thermischen Behandlung und Entsäuerung eines für die Zementherstellung geeigneten Rohmehls zu einem zweiten Zementrohmehl, wobei die Wirbelschichtanlage eine Wirbelschichtbrennkammer, mindestens einen Rückführzyklon, mindestens einen dem Rückführzyklon materialstromseitig nachgeschalteten Tauchtopf, mindestens einen mit dem mindestens einen Tauchtopf in Verbindung stehenden, vorzugsweise als Fließbettkühler vorliegenden Aschekühler und einen dem mindestens einen Rückführzyklon in Abgasströmungsrichtung nachgeschalteten Kesselzug aufweist, und mindestens ein mit dem Aschekühler in Verbindung stehendes Silo zur Aufnahme des abgekühlten zweiten Zementrohmehls.The invention relates to a method of producing cement clinker, comprising the steps of heating a first cement raw meal in a cyclone sequence heat exchanger, sintering the heated first cement raw meal into cement clinker in a rotary kiln having at least one rotary kiln inlet and cooling the cement clinker in a clinker cooler. The invention further relates to a plant for the production of cement clinker, comprising a consisting of a sequence of cyclones heat exchanger for heating a first cement raw meal, a rotary kiln with at least one rotary kiln inlet chamber for sintering the heated first cement raw meal and a clinker cooler for cooling the cement clinker, a fluidized bed plant for thermal Treatment and deacidification of a raw material suitable for cement production to a second cement raw meal, wherein the fluidized bed plant a fluidized bed combustion chamber, at least one recirculation cyclone, at least one downstream of the recycling cyclone downstream dipping pot, at least one associated with the at least one immersion pot, preferably present as a fluid bed cooler ash cooler and a the at least one recycling cyclone downstream in the exhaust gas flow direction boiler train, and at least one with the ash cooler in Verbindungun g standing silo for receiving the cooled second cement raw meal.

Im Prozess der Herstellung von Zement wird geeignetes Rohmehl unter großer Hitze in einem Drehrohrofen gesintert. Der hierbei entstehende Zementklinker wird dann in einem Klinkerkühler abgekühlt und im Anschluss hieran weiterverarbeitet, insbesondere mit Zusätzen zusammen vermahlen. Für die Erzeugung von Zementklinker ist es dabei ein wichtiger Schritt, durch thermische Behandlung chemisch und mechanisch im Zementrohmehl gebundenes Wasser auszutreiben und das im Rohmehl als wichtiger Bestandteil vorliegende Calciumcarbonat zu entsäuern (von Kohlendioxid zu befreien), d. h. zu calcinieren. Die hierfür notwendige Wärmezufuhr könnte durch die hohen Temperaturen im Drehrohrofen aufgebracht werden. Verfahrenstechnisch erweisen sich jedoch Vorgehensweisen, bei denen die Entsäuerung des Zementrohmehls im Wesentlichen im Drehrohrofen stattfindet, als nachteilig. Bei den hohen geforderten Durchsatzmengen führt dies insbesondere zu ungünstig großen Drehrohrofenabmessungen. Die Entwicklung hat daher eine Vielzahl von Vorschlägen geliefert, wie die Calcinierungsstufe zu einem möglichst großen Anteil bereits vor dem Eintritt in den Drehrohrofen durchlaufen werden kann, wobei dann im Drehrohrofen nur noch eine Restentsäuerung stattfindet.In the process of producing cement, suitable raw meal is sintered under high heat in a rotary kiln. The resulting cement clinker is then cooled in a clinker cooler and subsequently processed thereon, in particular ground together with additives. For the production of cement clinker, it is an important step to drive out by thermal treatment chemically and mechanically in the cement raw meal bound water and to deacidify the present in the raw meal as an important component calcium carbonate (to free from carbon dioxide), d. H. to calcine. The necessary heat supply could be applied by the high temperatures in the rotary kiln. However, procedurally prove procedures in which the deacidification of the cement raw meal takes place substantially in the rotary kiln, as disadvantageous. In the case of the high throughput quantities required, this leads in particular to unfavorably large rotary kiln dimensions. The development has therefore provided a variety of proposals, as the calcination stage can be passed through as much as possible before entering the rotary kiln, in which case only a residual deacidification takes place in the rotary kiln.

Bei trocken als Rohmehl vorliegendem Zementrohmaterial ist es bekannt (s. bspw. die Darstellung in Achternbosch/Bräutigam: Herstellung von Zementklinker, Forschungszentrum Karlsruhe, FZKA 6508, Karlsruhe 2000), dem Drehrohrofen materialstromseitig einen Zyklonvorwärmer vorzuschalten. Im Gegenstrom zu den heißen Drehofenabgasen wird das Rohmehl beim Durchlaufen einer Abfolge von Zyklonstufen zunehmend erhitzt, bevor es von der untersten Zyklonstufe über eine Ofeneinlaufkammer bzw. einen Aufgabeschacht in den Drehrohrofen gelangt. Auf der untersten Stufe wird das Rohmehl auf Temperaturen von etwa 750° bis 850°C erwärmt. Damit kommt es bereits zu thermisch bedingten Stoffumwandlungen und zu partieller Calcinierung. Da die Entsäuerung der Carbonate jedoch erst bei ca. 850°C in nennenswertem Ausmaß einsetzt, ist der vor dem Drehrohrofen erreichte Entsäuerungsgrad von typischerweise 20 bis 40% (Anteil der Carbonatentsäuerung) jedoch auch bei diesem Vorgehen noch ungünstig für den Prozess der Herstellung von Zementklinker.In the case of raw material dry raw meal, it is known (see, for example, the illustration in Achternbosch / Bräutigam: Production of cement clinker, Forschungszentrum Karlsruhe, FZKA 6508, Karlsruhe 2000), to connect a rotary kiln on the material flow side to a cyclone preheater. In countercurrent to the hot rotary kiln exhaust gases, the raw meal is progressively heated as it passes through a series of cyclone stages before entering the rotary kiln from the lowermost cyclone stage via a kiln inlet chamber or feed shaft. At the lowest stage, the raw meal is heated to temperatures of about 750 ° to 850 ° C. This already leads to thermally induced substance conversions and partial calcination. However, since the deacidification of the carbonates used only at about 850 ° C to a significant extent, the achieved before the rotary kiln degree of degeneration of typically 20 to 40% (proportion of carbonate deacidification), however, even in this approach is still unfavorable for the process of producing cement clinker ,

Es ist bekannt, den Anteil der Entsäuerung, die vor Eintritt in den Drehrohrofen erreicht werden kann, durch Verwendung von Calcinatoren erheblich zu erhöhen; s. z. B. die Druckschriften DE8530833U1 , EP0854339A1 . Das bereits vorgewärmte Rohmaterial wird typischerweise von der zweituntersten, d. h. in Materialstromrichtung vorletzten Zyklonstufe in den Verbrennungsraum eines Calcinators geführt. In diesen strömt heißes Ofenabgas, zusätzlich ggf. sogenannte Tertiärluft aus dem Rekuperationsbereich des Klinkerkühlers, und es wird Brennstoff in den Calcinator aufgegeben. Dadurch können für die Entsäuerung günstige Verbrennungstemperaturen oberhalb von 850°C erreicht werden. Das weitgehend entsäuerte Rohmehl gelangt mit dem Gasstrom aus dem Calcinator, wird in der untersten, letzten Zyklonstufe abgeschieden und wird von dort aus in den Drehrohrofen zur Sinterung aufgegeben.It is known to significantly increase the amount of deacidification that can be achieved before entering the rotary kiln by using calciners; see eg the pamphlets DE8530833U1 . EP0854339A1 , The already preheated raw material is typically passed from the second lowermost, ie, in the material flow direction penultimate cyclone stage in the combustion chamber of a calciner. In this hot furnace exhaust gas flows, in addition, if necessary, so-called tertiary air from the recuperation of the clinker cooler, and it is abandoned in the calciner fuel. As a result, favorable combustion temperatures above 850 ° C. can be achieved for the deacidification. The largely deacidified raw meal passes with the gas stream from the calciner, is deposited in the lowest, last cyclone stage and is fed from there into the rotary kiln for sintering.

Nicht nur die Primärfeuerung im Drehrohrofen, sondern auch die Verbrennungsvorgänge für die endothermen Prozesse im Calcinator erfordern erhebliche und damit auch wirtschaftlich aufwändige Energiezufuhr. Dabei sind zunächst nur wenige Wärmemengen, insbesondere Teile der Wärmemenge der heißen Luft aus dem Eingangsbereich des Klinkerkühlers, vergleichweise einfach rekuperierbar (Tertiärluftzuführung in den Calcinator). Eine Rückgewinnung des nicht für die Prozessführung benötigten Wärmemengenanteils im Brennraum eines wie oben beschriebenen Calcinators stellt jedoch technisch erhebliche Anforderungen. Beispielsweise lassen sich kaum bei den hohen Temperaturen beständige Wärmetauscherflächen im Calcinator anordnen. Darüber hinaus greifen Wärmeauskopplungen auf schwer vorhersagbare Weise in die komplexen Temperaturstratifikationen im Verbrennungsraum ein. Bereits aus wirtschaftlichen Gründen besteht daher ein hoher Bedarf an Lösungen für die Prozessgestaltung bei der Herstellung von Zementklinker, die eine möglichst hohe Rückgewinnung an Wärme, insbesondere für die Umwandlung in elektrische Energie, gewährleisten.Not only the primary firing in the rotary kiln, but also the combustion processes for the endothermic processes in the calciner require considerable and thus economically complex energy supply. Initially, only a few amounts of heat, in particular parts of the amount of heat of the hot air from the input area of the clinker cooler, comparatively easy to recuperate (Tertiärluftzuführung in the calciner). However, a recovery of not required for the process control amount of heat in the combustion chamber of a calciner as described above is technically significant requirements. For example, it is difficult to arrange stable heat exchanger surfaces in the calciner at the high temperatures. In addition, heat decoupages are difficult to predict in the complex Temperature stratifications in the combustion chamber. For economic reasons, therefore, there is a great need for solutions for the process design in the production of cement clinker, which ensure the highest possible recovery of heat, especially for the conversion into electrical energy.

Darüber hinaus ist der Prozess zur Herstellung von Zementklinker grundsätzlich problematisch hinsichtlich der Entstehung und Freisetzung von Schadstoffen.In addition, the process for producing cement clinker is fundamentally problematic with regard to the formation and release of pollutants.

Aufgrund der hohen Temperaturen der Brennerflammen im Drehrohrofen entstehen beispielsweise Stickoxide. Aber auch der Brennvorgang im Calcinator führt brennstoffbedingt und aufgrund hoher Temperaturen in der Regel zur Entstehung umweltschädlicher Stickoxide (NO_x). Sowohl Rohmaterial als auch Brennstoff sind ferner typischerweise im Calcinator der genannten Flugstromreaktor-Art eine Quelle für die Entstehung von Schwefeloxiden SO_x, die nachteilig in der Umwelt etwa hinsichtlich der Versauerung von Gewässern sind. Eine zugunsten einer effektiven Energiegewinnung abweichende Prozessführung bei der Calcinierungsstufe hat daher die zusätzliche Anforderung zu erfüllen, bei der Schadstoffentstehung, insbesondere Stick- und Schwefeloxide betreffend, bessere Emissionswerte als der herkömmliche Calcinator-Prozess (im genannten Grundtypus) aufzuweisen.Due to the high temperatures of the burner flames in the rotary kiln, for example, nitrogen oxides are produced. But the burning process in the calciner leads due to fuel and due to high temperatures usually to the formation of environmentally harmful nitrogen oxides (NO _x ). Both raw material and fuel are also typically in the calciner of the type mentioned Flugstromreaktor-type a source for the formation of sulfur oxides SO _x , which are disadvantageous in the environment, for example, with regard to the acidification of waters. A deviating in favor of effective energy process control at the calcination stage therefore has to meet the additional requirement, in terms of pollutant formation, in particular nitrogen oxides and sulfur oxides, to have better emission levels than the conventional calciner process (in the above basic type).

Ein Weggang von Calcinatoren, die auf dem Prinzip des Flugstromreaktors basieren, und an deren Stelle der Einsatz von Reaktoren, bei denen die thermische Behandlung und Calcinierung in einer Wirbelschicht ablaufen, scheint geeignet zu sein, die genannten Bedingungen zu erfüllen. In der Brennkammer (Ofen, Reaktor) einer Wirbelschichtanlage wird eine Schüttung von Festkörperteilchen dadurch in einen Zustand mit Fluid-ähnlichen Eigenschaften versetzt, dass sie einer aufwärts gerichteten Strömung eines Fluids, bspw. Luft, ausgesetzt werden. Zu den Eigenschaften der so entstehenden Wirbelschicht zählt ein sehr guter Wärmetransport in der Wirbelschichtanlage und beim Betrieb des Reaktorraumes als Brennkammer eine sehr gute Wärmeübertragung zwischen Wirbelschicht und Behälterwandung bzw. dort angeordneten Wärmetauscherflächen. Wirbelschichtanlagen werden daher in diversen Szenarien zur Auskopplung von Wärme bzw. Energieerzeugung eingesetzt. Bei geringeren Strömungsgeschwindigkeiten des Fluidisierungsmediums, d. h. bei stationären Wirbelschichten, bildet sich eine deutliche Grenze zwischen einer dichten Phase und einem darüber befindlichen Gasraum aus. Bei höheren Strömungsgeschwindigkeiten, bei zirkulierenden Wirbelschichten, ist ein solcher Dichtesprung nicht mehr vorhanden. Im typischen Verfahren werden hier Festkörperpartikel nach oben ausgetragen, in einem Fliehkraftabscheider, dem sogenannten Rückführzyklon, vom Gasstrom getrennt und über eine meist als Tauchtopf ausgestaltete und mit einem Kühler (Aschekühler) in Verbindung stehenden Vorrichtung wieder in die Bodenzone der Wirbelschichtbrennkammer rezirkuliert, z. T. jedoch auch als Edukt aus der Anlage ausgetragen. Die höheren Fluid-, meistens Gas-Geschwindigkeiten erlauben hier eine größere Brennstoffzugabe. Die intensive Vermischung der Partikel und die häufigen Partikel-Partikel-Stöße lassen Wirbelschichtanlagen insbesondere für chemische Reaktionen, mithin auch im Brennkammerbetrieb für Calcinierungsprozesse, sowie zur Energieumwandlung besonders geeignet sein. Im Vergleich zu den Verhältnissen in Drehrohrofen und Flugstromreaktoren können Prozesse wie die Calcinierung schon am unteren Rand der dafür notwendigen Temperaturintervalle effektiv ablaufen. Bei diesen vergleichweise niedrigen Temperaturen fallen dementsprechend weniger Schadstoffe, insbesondere weniger brennstoffbedingte Stickoxide an. Schwefel wird in einem solchen Wirbelschichtprozess entweder bereits eingebunden (in Abhängigkeit vom aufgegebenen Rohmaterial) oder durch Zusatz Schwefel einbindender, etwa kalkhaltiger Additive weitgehend eingebunden.The departure of calciners based on the principle of the entrained flow reactor, and instead of the use of reactors in which the thermal treatment and calcining take place in a fluidized bed, appears to be suitable for fulfilling the stated conditions. In the combustor (furnace, reactor) of a fluidized bed plant, a bed of solid particles is placed in a state of fluid-like properties by being exposed to an upward flow of a fluid, such as air. Among the properties of the resulting fluidized bed is a very good heat transfer in the fluidized bed system and during operation of the reactor chamber as a combustion chamber a very good heat transfer between the fluidized bed and the container wall or arranged there heat exchanger surfaces. Fluidized bed systems are therefore used in various scenarios for the extraction of heat or energy generation. At lower flow rates of the fluidization medium, i. H. In stationary fluidized beds, a clear boundary between a dense phase and a gas space above it forms. At higher flow velocities, in circulating fluidized beds, such a density jump is no longer present. In the typical process here solid particles are discharged upward, in a centrifugal separator, the so-called recirculation cyclone, separated from the gas stream and recirculated via a mostly designed as a dipper and with a cooler (ash cooler) connected device back into the bottom zone of the fluidized bed combustion chamber, z. T. but also discharged as starting material from the plant. The higher fluid, mostly gas velocities allow for greater fuel addition. The intensive mixing of the particles and the frequent particle-particle collisions make fluidized-bed systems particularly suitable for chemical reactions, and thus also in combustion chamber operation for calcination processes, as well as for energy conversion. Compared to the conditions in rotary kilns and reactors, processes such as calcination can be effective at the lower end of the necessary temperature intervals. At these comparatively low temperatures, correspondingly fewer pollutants, in particular less fuel-related nitrogen oxides, are produced. Sulfur is either already incorporated in such a fluidized bed process (depending on the abandoned raw material) or largely incorporated by the addition of sulfur-containing, such as calcareous additives.

Aus der Druckschrift DE2344094B2 ist ein Verfahren zur Wirbelschichtcalcinierung von Zementrohmehl bekannt, bei dem eine Wirbelschichtbrennkammer als Calcinator zwischen der Vorwärmstufe (Wärmetauscher) und dem Drehrohrofen angeordnet ist. Nachteilig neben der vergleichweise geringen erzielbaren Durchsatzmenge an Zementrohmehl ist vor allem, dass die erforderliche Verweilzeit des Rohmaterials in der Wirbelschicht aufgrund des Korngrößenverteilungsspektrums im Zementrohmehl nur schwer einstellbar ist. In der Druckschrift EP0059509B1 wird daher anstelle der stationären Wirbelschicht die Verwendung einer zirkulierenden Wirbelschicht vorgeschlagen. Für eine weitreichende Entsäuerung des Zementrohmehls wird mithin zwischen Vorwärmstufe (Zyklon-Wärmetauscher) und Drehrohrofen eine zirkulierende Wirbelschichtanlage als Calcinator angeordnet. Dabei wird für einen geeigneten Prozessablauf sauerstoffhaltiges Fluidisierungsgas und zur Unterstützung des Verbrennungsvorganges auf höheren Ebenen auch sauerstoffhaltiges Sekundärgas eingeführt. Die Integration der Wirbelschichtanlage als Stufe im Prozess der Zementklinkerherstellung zwischen Erhitzung des Rohmehls im Wärmetauscher und Sintern im Drehrohrofen führt jedoch auch Nachteile mit sich. Insbesondere führen Wartungs- und Reparaturarbeiten an der Wirbelschichtanlage zwangsläufig zur Unterbrechung des gesamten Prozesses der Zementklinkerherstellung. Aufgrund normalerweise längerer Verweilzeiten des Rohmehls in der Wirbelschicht im Vergleich zur Durchströmungsdauer in einem Flugstromreaktor ist ferner die Durchsatzmenge von Zementrohmehl geringer, was gerade bei großen Zementherstellungsanlagen wirtschaftlich nachteilig ist. Darüber hinaus entstehen hohe verfahrenstechnische Anforderungen, die Materialgeschwindigkeiten bzw. -mengen beim Durchgang durch den Zyklon-Wärmetauscher mit der Prozessgeschwindigkeit in der Wirbelschichtanlage sowie die anschließende Dosierung in den Drehrohrofen unter Einstellung einer geeigneten Temperatur des entsäuerten Materials aufeinander abzustimmen.From the publication DE2344094B2 For example, a method for fluidized bed calcination of cement raw meal is known in which a fluidized bed combustion chamber is arranged as a calciner between the preheating stage (heat exchanger) and the rotary kiln. A disadvantage in addition to the comparatively low achievable throughput amount of cement raw meal is especially that the required residence time of the raw material in the fluidized bed is difficult to adjust due to the particle size distribution spectrum in cement raw meal. In the publication EP0059509B1 Therefore, the use of a circulating fluidized bed is proposed instead of the stationary fluidized bed. For a far-reaching deacidification of the cement raw meal is therefore arranged between the preheating stage (cyclone heat exchanger) and rotary kiln, a circulating fluidized bed plant as a calciner. In this case, oxygen-containing fluidizing gas and for supporting the combustion process at higher levels oxygen-containing secondary gas is introduced for a suitable process. However, the integration of the fluidized bed plant as a stage in the process of cement clinker production between heating of the raw meal in the heat exchanger and sintering in the rotary kiln also entails disadvantages. In particular, maintenance and repair work on the fluidized bed plant inevitably lead to the interruption of the entire process of cement clinker production. Due to the normally longer residence times of the raw meal in the fluidized bed compared to the flow time in a flow reactor, the throughput of cement raw meal is also lower, which especially economically disadvantageous for large cement production plants. In addition, there are high procedural requirements, the material velocities and quantities when passing through the cyclone heat exchanger with the process speed in the fluidized bed plant and the subsequent metering in the rotary kiln to adjust with adjustment of a suitable temperature of the deacidified material to each other.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren zur Herstellung von Zementklinker anzugeben, bei dem eine hohe Rückgewinnung von im Prozess frei werdender Wärmenergie zur Umwandlung in elektrische Energie möglich ist, bei dem ferner bei der Entsäuerung des Rohmaterials eine vergleichweise geringe Emission an Schadstoffen (insb. NO_x, SO_x) auftritt und bei dem die angesprochenen Nachteile des Stands der Technik überwunden werden; ferner gehört es zur Aufgabe der Erfindung, eine zu diesem Verfahren korrespondierende Anlage zur Herstellung von Zementklinker zur Verfügung zu stellen.The object of the invention is therefore to provide a method for producing cement clinker in which a high recovery of heat energy released in the process for conversion into electrical energy is possible, in which also in the deacidification of the raw material, a comparatively low emission of pollutants (esp NO _x , SO _x ) occurs and in which the mentioned disadvantages of the prior art are overcome; Furthermore, it is an object of the invention to provide a system corresponding to this method for the production of cement clinker available.

Die erfindungsgemäße Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Herstellung von Zementklinker mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch eine Anlage zur Herstellung von Zementklinker mit den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen zu Anspruch 1 und in den Unteransprüchen zu Anspruch 9 angegeben.The object of the invention is achieved by a process for the production of cement clinker with the features of claim 1 and by a plant for the production of cement clinker with the features of claim 10. Further advantageous embodiments are specified in the dependent claims to claim 1 and in the dependent claims to claim 9.

Nach der Erfindung ist es vorgesehen, den an sich bekannten, zumindest aus Vorwärmen des Rohmehls im Zyklon-Wärmetauscher, Sintern im Drehrohrofen und anschließendem Abkühlen im Klinkerkühler bestehenden Prozess der Zementklinkerherstellung mit einem separaten Prozess der thermischen Behandlung und Entsäuerung eines zweiten Rohmehls in einer Wirbelschichtanlage so zu koppeln, dass das weitgehend entsäuerte zweite Zementrohmehl im Bereich des Wärmetauschers, d. h. an mindestens einer Eintragsstelle in einem Bereich, beginnend auf der Materialaufgabeseite vor dem obersten Zyklon bis hin zur Drehofeneinlaufkammer, in den Prozess der Zementklinkerherstellung hinzugegeben wird. Das solchermaßen zuzugebende zweite Zementrohmehl hat dabei aufgrund der Entsäuerung in der calcinierend wirkenden Wirbelschicht einen Entsäuerungsgrad von 30%, bevorzugt jedoch über 60%, und ist besonders bevorzugt nahezu vollständig entsäuert. Während der Ankopplung des an sich bekannten Wirbelschichtanlagen-Prozesses soll bei der Zudosierung des zweiten, vorentsäuerten Zementrohmehls der Mengenanteil des zweiten Zementrohmehls in dem entstehenden Gemisch aus erstem und zweitem Zementrohmehl aus Gründen der Wirtschaftlichkeit im zeitlichen Mittel mindestens 10 Gewichtsprozent betragen. Durch größere Dimensionierung der Wirbelschichtanlage kann dieser Anteil noch gesteigert werden, womit die erläuterten Vorteile dieses Calcinatortyps im Gesamtprozess noch stärker hervortreten. Es gehört dabei zu den bekannten Vorteilen von Wirbelschichtanlagen, dass diese in besonderer Weise die Möglichkeit zu effizienter Wärmeauskopplung und daran anschließender Erzeugung elektrischer Energie bieten. Die durch die Zudosierung im Gegenzug erreichte Absenkung des Anteils an erstem Zementrohmehl, wie es in vorbekannter Weise den Klinkerprozess durchläuft, geht einher mit einer entsprechenden Anhebung desjenigen Prozessanteils (nämlich der Calcinierung in der Wirbelschichtanlage), bei dem eine hohe Rückgewinnung freiwerdender Wärmeenergie zur Umwandlung in elektrische Energie problemlos möglich ist. Gleichzeitig wird durch die erfindungsgemäße Absenkung des Anteils des ersten Zementrohmehls und mithin der Calcinierung im Bereich des Wärmetauschers und Drehrohrofens eine Absenkung der dort entstehenden Schadstoffemission bezogen auf den Gesamtprozess erreicht.According to the invention, it is provided, known per se, at least from preheating the raw meal in the cyclone heat exchanger, sintering in the rotary kiln and subsequent cooling in the clinker cooler process of cement clinker production with a separate process of thermal treatment and deacidification of a second raw meal in a fluidized bed plant so to couple that the largely deacidified second cement raw meal in the region of the heat exchanger, d. H. at least one entry point in an area, starting on the material feed side before the top cyclone up to the rotary kiln inlet chamber, is added to the process of cement clinker production. The second cement raw meal to be added in this way has a degree of deacidification of 30%, but preferably more than 60%, due to the deacidification in the calcining fluidized bed, and is particularly preferably almost completely deacidified. During the coupling of the known fluidized bed process, the proportion of second cement raw meal in the resulting mixture of first and second cement raw meal should be at least 10 percent by weight for reasons of economy in the addition of the second, pre-acidified cement raw meal. By larger dimensioning of the fluidized bed plant, this proportion can be increased even more, so that the explained advantages of this type of calciner emerge even more strongly in the overall process. It is one of the known advantages of fluidized bed plants that they offer the possibility of efficient heat extraction and subsequent generation of electrical energy in a special way. The reduction in the proportion of first cement raw meal achieved in return by the metering, as it undergoes the clinker process in a previously known manner, goes hand in hand with a corresponding increase in that proportion of the process (namely calcination in the fluidized bed plant), in which a high recovery of released thermal energy for conversion into electrical energy is easily possible. At the same time, by lowering the proportion of the first cement raw meal according to the invention and thus the calcination in the region of the heat exchanger and rotary kiln, the pollutant emission produced there is reduced in relation to the overall process.

Grundsätzlich kann das zweite Zementrohmehl durch Calcinierung eines für die Zementherstellung geeigneten Rohmehls in jedem Typus von Wirbelschichtanlage gegeben sein, der die geeigneten Bedingungen für die thermische Behandlung und Entsäuerung zur Verfügung stellt. Aufgrund der oben angesprochenen Probleme hinsichtlich Durchsatzmenge und Verweildauer sind im Normalfall gegenüber den stationären Wirbelschichten jedoch zirkulierende Wirbelschichten vorzuziehen. Eine zirkulierende Wirbelschichtanlage weist dabei über die Variation der verschiedenen bekannten Ausführungsformen solcher Anlagen hinweg jedenfalls Bauteile auf, die die Funktion einer Brennkammer, eines Rückführzyklons, eines an den Rückführzyklon materialstromseitig angeschlossenen, siphonartigen Tauchtopfes und eines Aschekühlers erfüllen. Aus dem Aschekühler wird Brennstoffasche wieder in den unteren Teil der Wirbelschichtbrennkammer zurückgeführt. Entsäuertes, abgekühltes Rohmehl kann von hier aus ausgetragen und in ein mit dem Aschekühler in Verbindung stehendes Silo eingelagert werden. In der Anlagenpraxis stellt es eine Vereinfachung dar, das gleiche Rohmaterial für das erste und zweite Zementrohmehl zu verwenden. Gleichwohl bietet sich für den Fachmann durch die zwei entkoppelten Zementrohmehlwege auch die Möglichkeit, durch variierende Verwendung von in stofflicher Zusammensetzung und/oder Kornbeschaffenheit unterschiedlicher Rohmaterialien Einfluss auf die Beschaffenheit des herzustellenden Zements zu nehmen. Das Brennkammer-Abgas verlässt das System durch eine dem Rückführzyklon gasseitig nachgeordnete Leitung bzw. einen nachgeordneten Kesselzug und kann dann vor der Abgabe in die Umgebung nach Bedarf weiteren Stufen der Entstaubung und Reinigung zugeführt werden.In principle, the second cement raw meal may be by calcination of a raw meal suitable for cement production in any type of fluidized bed plant which provides the appropriate conditions for thermal treatment and deacidification. Due to the above-mentioned problems in terms of throughput and residence time, however, circulating fluidized beds are normally preferable to the stationary fluidized beds. A circulating fluidized bed system has over the variation of the various known embodiments of such plants away in any case components that perform the function of a combustion chamber, a recirculation cyclone, connected to the recycling cyclone material flow side, siphon-like immersion pot and an ash cooler. From the ash cooler fuel ash is returned to the lower part of the fluidized bed combustion chamber. Deacidified, cooled raw meal can be discharged from here and stored in a silo connected to the ash cooler. In plant practice, it is a simplification to use the same raw material for the first and second cement raw meal. Nevertheless, the two decoupled cement raw meal pathways also make it possible for the skilled person to influence the nature of the cement to be produced by varying the use of different raw materials in the material composition and / or grain properties. The combustion chamber exhaust gas leaves the system through a line downstream of the recirculation cyclone or a downstream boiler train and can then be fed to the environment as needed before further stages of dedusting and cleaning.

Von dem Silo aus wird in geeignet dosierter, z. B. mittels Regelventilen eingestellter Menge das zweite Zementrohmehl durch mindestens eine Leitung pneumatisch und/oder durch mechanischen Transport zu mindestens einer Eintragsstelle in den Zementklinkerprozess transportiert. Die Möglichkeit, für eine gegebene Anlage die Eintragsstelle geeignet positionieren zu können oder bei mehreren Eintragsstellen und entsprechenden Zuleitungen die Mengenanteile durch Beeinflussung der jeweiligen Zuleitungsströme zu den verschiedenen Eintragsstellen variieren zu können, bietet den Vorteil, bei der Verfahrensführung unterschiedliche Aspekte berücksichtigen zu können. Für eine weitgehend mit dem thermodynamischen Prozessweg des ersten Zementrohmehls in Einklang stehende Prozessführung kann das zweite Zementrohmehl vorteilhaft in den ersten, obersten Zyklon bzw. in den dorthin führenden Gasstrom eingetragen werden. Enthält das zweite Zementrohmehl jedoch noch einen größeren Gehalt an restlichem Kohlenstoff, so empfiehlt sich eine bevorzugte Eintragsstelle in einer tieferen Zyklonstufe (bzw. im Bereich der Drehofeneinlaufkammer), wo die höheren Temperaturen eine Emission organischer Verbindungen verhindern. Das erste Zementrohmehl wird auf dem Weg durch den Wärmetauscher thermisch beansprucht und partiell entsäuert, wobei sich die Calcinierung dann im Eingangsbereich des Drehrohofens fortsetzt. Vorteilhaft für diesen Prozess ist die abgesenkte Menge des ersten, noch nicht entsäuerten Zementrohmehls aufgrund des Gemischs der beiden Rohmehle. From the silo is in suitably metered, z. B. set by control valves amount the second cement raw meal by at least one line pneumatically and / or transported by mechanical transport to at least one entry point in the cement clinker process. The possibility of being able to position the entry point suitably for a given system or of being able to vary the quantitative components by influencing the respective supply flows to the various entry points in the case of several entry points and corresponding supply lines offers the advantage of being able to take into account different aspects in the process management. For a largely consistent with the thermodynamic process path of the first cement raw meal process control, the second cement raw meal can be advantageously registered in the first, uppermost cyclone or in the gas stream leading thereto. However, if the second cement raw meal still contains a larger content of residual carbon, then a preferred entry point in a lower cyclone stage (or in the area of the rotary kiln inlet chamber) is recommended, where the higher temperatures prevent emission of organic compounds. The first cement raw meal is thermally stressed on the way through the heat exchanger and partially deacidified, wherein the calcination then continues in the entrance area of the rotary kiln. Advantageous for this process is the lowered amount of the first, not yet deacidified cement raw meal due to the mixture of the two raw meals.

Gegenüber Anlagen, bei denen ein Wirbelschichtcalcinator fest zwischen Wärmetauscher und Drehrohrofen angeordnet ist, besitzt die hier vorgeschlagene Kopplung zweier weitgehend seperater Prozesse (Klinkerprozess und Wirbelschichtcalcinierung) den Vorteil, bei Wartungs- und Reparaturmaßnahmen den Prozess zur Herstellung von Zementklinker nicht gänzlich unterbrechen zu müssen, da er mit dem ersten Zementrohmehl weiter betrieben werden kann. Die Zudosierung kann ferner stets genau den Bedingungen der Anlage angepasst werden. Darüber hinaus kann durch das Ergänzen des in der Wirbelschichtanlage entsäuerten Zementrohmehls um den Materialstrom des ersten Zementrohmehls eine höhere Durchsatzmenge an Zementrohmehl insgesamt und daher eine im Vergleich höhere Produktion von Zementklinker erreicht werden.Compared to systems in which a fluidized bed calciner is arranged firmly between the heat exchanger and rotary kiln, has the proposed coupling of two largely separate processes (clinker and Wirbelschichtcalcinierung) has the advantage of not having to interrupt the process for the production of cement clinker in maintenance and repair measures, since he can continue to operate with the first cement raw meal. In addition, the metered addition can always be adapted exactly to the conditions of the system. Moreover, by supplementing the cement raw meal deacidified in the fluidized bed plant with the material flow of the first cement raw meal, a higher throughput of cement raw meal as a whole and therefore a comparatively higher production of cement clinker can be achieved.

Die erfindungsgemäße Anlage sieht entsprechend der Grundform des erfindungsgemäßen Verfahrens eine partielle Vorentsäuerung des ersten Zementrohmehls in den untersten Stufen des Zyklon-Wärmetauschers und eine weiter gehende Entsäuerung in der Calcinierungszone des Drehrohrofens vor. In vorteilhafter Ausführungsform des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahrens wird jedoch die maßgebliche Entsäuerung des ersten Zementrohmehls in mindestens einem, nach dem bekannten Prinzip des Flugstromreaktors arbeitenden Calcinators getätigt. Ein solcher oder vergleichbarer Calcinator ist dabei in der Anlage so angeordnet, dass das erste Zementrohmehl aus dem in Materialstromrichtung vorletzten Zyklon des Wärmetauschers in den Calcinator und nach Passage des Calcinators über die vom letzten Zyklon gebildete Vorwärmstufe in die Drehofeneinlaufkammer strömt. Damit ist hinsichtlich des ersten, nicht vorentsäuerten Zementrohmehls die Calcinierungsstufe vorteilhaft noch vor dem Eintritt in den Drehrohrofen angesiedelt. Muss aufgrund von Wartungs- oder Reparaturmaßnahmen die Wirbelschichtanlage abgekoppelt werden, kann auch bei nun vorübergehend ausbleibender Zudosierung der Prozess der Klinkerherstellung, ggf. sogar unter Erhöhung der Durchsatzmenge an erstem Zementrohmehl, weiterbetrieben werden. Das Vorhandensein eines solchen zusätzlichen Calcinators bietet im Normalbetrieb die Möglichkeit, das zweite Zementrohmehl materialstromseitig vor dem Calcinator in den Wärmetauscher oder auch direkt in den Calcinator einzutragen. Dies ist in Fällen zu bevorzugen, wo bei geringem Entsäuerungsgrad des zweiten Zementrohmehls eine restliche Entsäuerung erreicht werden soll. Anderenfalls kann das zweite Zementrohmehl hinter dem Calcinator in die unterste Zyklonstufe bzw. in den Bereich der Drehofeneinlaufkammer eingegeben werden. Der Fachmann wird für die Festlegung der einen oder mehreren Eintragsstellen des zweiten Zementrohmehls sowie der entsprechenden Eintragsmengen bei einer gegebenen Anlage ferner die Druckveränderungen berücksichtigen, die sich dadurch, in manchen Fällen etwa für die Gasströme nachteilig, im System ergeben können. Für einen vorteilhaften Betrieb des Calcinators ist es darüber hinaus bekannt, aus dem Eingangsbereich des Klinkerkühlers heiße Kühlerluft abzuziehen und zur Rekuperation als sogenannte Tertiärluft in den Calcinator aufzugeben.The plant according to the invention provides according to the basic form of the method according to the invention a partial pre-acidification of the first cement raw meal in the lowest stages of the cyclone heat exchanger and a further deacidification in the calcination zone of the rotary kiln. In an advantageous embodiment of the method proposed according to the invention, however, the relevant deacidification of the first cement raw meal is effected in at least one calciner operating according to the known principle of the entrained flow reactor. Such or comparable calcinator is arranged in the system so that the first cement raw meal from the penultimate in the direction of material flow cyclone of the heat exchanger flows into the calciner and after passage of the calciner over the pre-heating stage formed by the last cyclone in the rotary kiln inlet chamber. Thus, with regard to the first, non-pre-acidified cement raw meal, the calcination stage is advantageously settled before it enters the rotary kiln. If the fluidized bed system has to be decoupled due to maintenance or repair measures, the process of clinker production, possibly even increasing the throughput quantity of first cement raw meal, can continue to be operated even if the metering is temporarily omitted. The presence of such an additional calciner offers in normal operation the possibility of entering the second cement raw meal material flow side before the calciner in the heat exchanger or directly into the calciner. This is to be preferred in cases where a residual deacidification is to be achieved with a low degree of deacidification of the second cement raw meal. Otherwise, the second cement raw meal behind the calciner can be entered in the lowest cyclone stage or in the area of the rotary kiln inlet chamber. A person skilled in the art will also take into account the pressure changes which may result in the system, in some cases for instance for the gas streams, for the determination of the one or more entry points of the second cement raw meal and the corresponding entry quantities for a given installation. For an advantageous operation of the calciner, it is also known to withdraw hot cooler air from the input region of the clinker cooler and to give up recuperation as so-called tertiary air into the calciner.

Die Wirbelschicht wird für den Ablauf der Entsäuerungsvorgänge oxidierend betrieben. Für das Erzeugen und Aufrechterhalten der zirkulierenden Wirbelschicht wird dazu ein sauerstoffhaltiges Fluidisierungsmedium (Fluidisierungsgas/-luft), von unten nach oben in die Wirbelschichtbrennkammer eingeblasen. In höheren Ebenen kann ferner vorteilhaft weitere, sogenannte Sekundärluft, die ebenfalls sauerstoffhaltig ist, zugeführt werden. Zusammen bilden sie das Verbrennungsgas. Das zugeführte Zementrohmehl bildet dann zusammen mit der Asche des Brennstoffs das Bettmaterial der Wirbelschicht, wobei ökologisch günstig und wirtschaftlich vorteilhaft bei Wirbelschichtanlagen neben einem Betrieb mit primären Brennstoffen auch der Betrieb mit Sekundärbrennstoffen (nicht fossilen, insbesondere aus Abfall gegebenen Ersatzbrennstoffen) bzw. mit zündschwierigen Brennstoffen möglich ist. Die vergleichsweise niedrig zu haltenden Temperaturen von unter 1000°C führen zu einer stark reduzierten, brennstoffbedingten Emission von Stickoxiden NO_x. Darüber hinaus sind in vorteilhafter Ausführung der Erfindung weitere Maßnahmen zur Reduzierung umweltbelastender Emissionen aus dem Prozess der thermischen Behandlung und Entsäuerung des Rohmehls vorgesehen. Der Sauerstoffgehalt des Verbrennungsgases kann dabei so hoch eingestellt werden, dass durch einen Sauerstoffüberschuss möglicherweise im Rohmaterial vorhandene organische Verbindungen oxidiert werden, so dass es nicht zum Entweichen gesundheitsschädlicher, flüchtiger organischer Verbindungen (VOC) in die Umwelt kommt. Ferner ist es je nach Notwendigkeit möglich, durch Zugabe schwefeleinbindender, z. B. kalkhaltiger Additive zu dem Prozess des thermischen Behandelns und Entsäuerns des Rohmehls in der Wirbelschichtbrennkammer Schwefel weitgehend einzubinden. Damit wird eine Emission von SO_x weitgehend vermieden.The fluidized bed is operated oxidizing for the course of the deacidification processes. For generating and maintaining the circulating fluidized bed, an oxygen-containing fluidization medium (fluidizing gas / air) is blown into the fluidized-bed combustion chamber from the bottom to the top. In higher levels, further, so-called secondary air, which is likewise oxygen-containing, can advantageously also be supplied. Together they form the combustion gas. The supplied cement raw meal then forms, together with the ash of the fuel, the bed material of the fluidized bed, which ecologically favorable and economically advantageous in fluidized bed systems in addition to operation with primary fuels and the operation of secondary fuels (non-fossil, especially from waste surplus fuels) or with ignitable fuels is possible. The comparatively low temperatures of below 1000 ° C lead to a greatly reduced, fuel-related emission of nitrogen oxides NO _x . In addition, in an advantageous embodiment of the invention, further measures for reducing polluting emissions from the process of thermal treatment and deacidification of the raw meal are provided. The oxygen content of the combustion gas can be set so high that may be oxidized by an excess of oxygen possibly existing in the raw material organic compounds, so that it does not escape the harmful, volatile organic compounds (VOC) into the environment. Furthermore, it is possible depending on the need, by adding sulfur-binding, z. B. Kalkhaltiger additives to the process of thermal treatment and deacidification of the raw meal in the fluidized bed combustion chamber sulfur largely integrate. Thus, an emission of SO _{x is} largely avoided.

In weiterer vorteilhafter Ausführung der Erfindung wird Abluft aus dem in Materialstromrichtung gesehen hinteren Klinkerkühlerbereich abgeleitet und zusätzlich zum Verbrennungsgas der Wirbelschichtanlage als weitere und aufgrund der Klinkerkühlertemperaturen vorgewärmte Verbrennungsluft der Wirbelschicht zugeführt. Vor Einleiten in die Wirbelschichtanlage wird die Kühlerabluft dabei in mindestens einer Vorrichtung zu Abscheidung von Staubpartikeln, als etwa einem Fliehkraftabscheider sowie mindestens einem Schlauchfilter bzw. Gewebefilter, von Staub befreit.In a further advantageous embodiment of the invention, exhaust air is discharged from the rear Klinkerkühlerbereich seen in the material flow direction and fed in addition to the combustion gas of the fluidized bed system as further and preheated due to Klinkerkühlertemperaturen combustion air of the fluidized bed. Before it is introduced into the fluidized bed system, the cooler exhaust air is freed from dust in at least one device for the separation of dust particles, such as a centrifugal separator and at least one bag filter or fabric filter.

In besonders bevorzugter Ausführung der Erfindung werden die mit einer gattungsgemäßen Wirbelschichtanlage gegebenen Möglichkeiten genutzt, Wärmeenergie rückzugewinnen. Dazu wird in der Wirbelschichtanlage frei werdende Wärmeenergie in einen dafür vorgesehenen Wasser/Dampf-Kreislauf ausgekoppelt. In diesem angeordnete Wärmetauscher nehmen Wärme auf und übertragen sie so an den Wasser/Dampf-Kreislauf zum Erhitzen und Verdampfen des Wassers und zum Erhitzen bzw. über die Verdampfungstemperatur noch hinausgehenden Überhitzen des Wasserdampfes. Der erhitzte bzw. überhitzte Wasserdampf wird dann beispielsweise einem Aggregat zugeführt, bei dem der Dampf in eine Turbine entspannt wird. Die hierdurch abgegebene mechanische Arbeit, wird dann von einem Generator in elektrische Energie umgewandelt. Die elektrische Energie, deren Menge von der Dimensionierung der Wirbelschichtanlage abhängt, ist für den Betrieb der Wirbelschicht selbst und für den Bedarf des Zementwerks geeignet, das nicht zuletzt aufgrund großer Transport- und Hubwege im Verfahren große Energiemengen benötigt.In a particularly preferred embodiment of the invention, the possibilities given by a generic fluidized bed system are used to recover heat energy. For this purpose, in the fluidized bed system released heat energy is decoupled in a designated water / steam cycle. In this arranged heat exchanger absorb heat and transfer it to the water / steam cycle for heating and evaporation of the water and for heating or over the evaporation temperature even more than overheating of the water vapor. The heated or superheated steam is then supplied to an aggregate, for example, in which the steam is expanded into a turbine. The resulting mechanical work is then converted by a generator into electrical energy. The electrical energy, the amount of which depends on the dimensioning of the fluidized bed plant is suitable for the operation of the fluidized bed itself and for the needs of the cement plant, which requires large amounts of energy not least due to large transport and lifting distances in the process.

Des Näheren ist in vorteilhafter Ausführung der Erfindung vorgesehen, bei Einsatz einer zirkulierenden Wirbelschichtanlage durch mindestens einen der folgenden, bevorzugt jedoch mindestens alle drei folgenden Wärmetauschprozesse in der Wirbelschichtanlage freiwerdende Wärmeenergie auszukoppeln und in den Wasser/Dampf-Kreislauf zu übertragen: (i) Auskopplung von Wärme aus dem Fluid-Feststoff-Gemisch an Wärmetauscherflächen, die in der Wirbelschichtbrennkammer bzw. in deren Wandung, etwa als Wasser/Dampf-Leitungen angeordnet sind. (ii) Auskopplung von Wärme aus dem heißen Brennkammer-Abgas in dem Kesselzug, den das Brennkammerabgas nach Abtrennung im Rückführzyklon beim Verlassen der Wirbelschichtanlage passiert. (iii) Auskopplung von Wärme an Wärmetauscherflächen, die im Aschekühler angeordnet sind. Dieser ist vorzugsweise und hierfür vorteilhaft als Fließbettkühler gestaltet. Weitere Wärmetauschprozesse und besondere Ausgestaltungen der drei genannten Prozesse sind dem Fachmann aus der Technologie der Energieerzeugung in Wirbelschichtanlagen bekannt und können von dort her in die je spezifisch vorliegende Anlage integriert werden. Die Erfindung ist im Detail nicht auf die angeführten Typen von Wirbelschichtanlagen und damit verbundenen Wärmegewinnungsprozesse eingeschränkt. Allen Prozessen ist gemein, dass sich die Wärme mit einem sehr hohen Wirkungsgrad rückgewinnen lässt.In a further advantageous embodiment of the invention, when using a circulating fluidized bed system, at least one of the following, but preferably at least all three subsequent heat exchange processes in the fluidized bed system decouple released thermal energy and transfer it into the water / steam cycle: (i) decoupling from Heat from the fluid-solid mixture at heat exchanger surfaces, which are arranged in the fluidized bed combustion chamber or in the wall, such as water / steam lines. (ii) extraction of heat from the hot combustor exhaust gas in the boiler train which the combustor exhaust gas passes after separation in the recycle cyclone as it leaves the fluidized bed plant. (iii) extraction of heat at heat exchanger surfaces located in the ash cooler. This is preferably and advantageously designed as a fluidized bed cooler. Further heat exchange processes and special embodiments of the three processes mentioned are known to the person skilled in the art from the technology of energy generation in fluidized bed systems and can be integrated from there into the plant which is each specifically present. The invention is not limited in detail to the listed types of fluidized bed plants and related heat recovery processes. All processes have in common that the heat can be recovered with a very high degree of efficiency.

Bei vorhandenem Wasser/Dampf-Kreislauf der Wirbelschichtanlage können zur Wärmerückgewinnung auch Wärmequellen einbezogen werden, die mit dem Klinkerprozess gegeben sind. So sieht eine Ausführung der Erfindung vor, aus dem Klinkerkühler abgeleitete (und etwa als Verbrennungsluft zur Wirbelschichtanlage zu leitende) Kühlerabluft durch einen Dampfkessel, den sogenannten Air Quenched Clinkercooler Boiler (AQC-Boiler), zu führen, der dem Klinkerkühler nachgeschaltet ist und durch mindestens eine Dampfleitung mit dem Wasser/Dampf-Kreislauf der Wirbelschichtanlage verbunden ist. Eine weitere Ausführung der Erfindung sieht vor, eine Wärmeauskopplung und -übertragung an den Wasser/Dampf-Kreislauf dadurch vorzunehmen, dass dem Zyklon-Wärmetauscher ein Dampfkessel, der sogenannte Suspension Preheater Boiler (SP-Boiler), nachgeschaltet wird. Nachdem das heiße Wärmetauscher-Abgas die oberste Zyklonstufe verlassen hat und anschließend in mindestens einer Vorrichtung zur Staubabscheidung von Festkörperpartikeln gereinigt wurde, wird es durch den SP-Boiler geführt. Dieser ist durch mindestens eine Dampfleitung mit dem Wasser/Dampf-Kreislauf verbunden, so dass Wärmeenergie des Abgases an den Kreislauf übertragen werden kann. Das Wärmetauscher-Abgas besitzt auch nach dem Wärmetausch noch hinreichend hohe Temperaturen, um in herkömmlicher Weise zur Mahltrocknung im Prozess der Zementherstellung verwendet werden zu können.If there is a water / steam circuit in the fluidized bed system, heat sources which are provided with the clinker process can also be included for heat recovery. Thus, an embodiment of the invention, from the clinker cooler derived (and about to be passed as combustion air to the fluidized bed system) cooler exhaust air through a steam boiler, the so-called Air Quenched Clinkercooler boiler (AQC boiler) to lead, which is connected downstream of the clinker cooler and by at least a steam line is connected to the water / steam circuit of the fluidized bed plant. A further embodiment of the invention provides for a heat extraction and transmission to the water / steam cycle by the fact that the cyclone heat exchanger, a steam boiler, the so-called suspension Preheater boiler (SP boiler), is connected downstream. After the hot heat exchanger exhaust gas has left the topmost cyclone stage and has subsequently been cleaned in at least one device for dust separation of solid particles, it is passed through the SP boiler. This is connected by at least one steam line to the water / steam cycle, so that heat energy of the exhaust gas can be transmitted to the circuit. Even after the heat exchange, the heat exchanger exhaust gas still has sufficiently high temperatures in order to be able to be used conventionally for mill drying in the process of cement production.

Die Erfindung wird anhand der folgenden Figur näher erläutert. Es zeigt:The invention will be explained in more detail with reference to the following figure. It shows:

1 eine erfindungsgemäße Anlage zur Herstellung von Zementklinker mit zirkulierender Wirbelschichtanlage und Wärmeauskopplung in schematischer Darstellung. 1 a plant according to the invention for the production of cement clinker with circulating fluidized bed plant and heat extraction in a schematic representation.

In 1 sind die erfindungsgemäße Anlage zur Herstellung von Zementklinker und das korrespondierende Verfahren an einem Ausführungsbeispiel schematisch dargestellt. Ein erstes Zementrohmehl 1 wird in Gasstromrichtung nach dem obersten Zyklon 2a des im Ausführungsbeispiel aus einer Abfolge von vier Zyklonen 2a, 2b, 2c, 2d bestehenden Wärmetauschers 3 aufgegeben. Im Ausführungsbeispiel ist ein nach dem Prinzip eines Flugstromreaktors arbeitender Calcinator 4 vorgesehen, in den das vorgewärmte erste Zementrohmehl 1 nach Durchlaufen der zweituntersten Zyklonstufe 2c gelangt. Nach weitgehender Entsäuerung im Calcinator 4 strömt das erste Zementrohmehl 1 über den letzten Zyklon 2d und die Drehofeneinlaufkammer 5 in den Drehrohrofen 6, wo es zu Zementklinker gesintert wird. Im Anschluss fällt der heiße Zementklinker in den Eingangsbereich des Klinkerkühlers 7, durch den er zur Abkühlung hindurchtransportiert wird. Aus dem vorderen Bereich wird heißes Ofenabgas zur Rekuperation als Tertiärluft durch die Tertiärluftleitung 8 wieder zum Calcinator 4 geleitet, wo sie zum Calcinierungsprozess beiträgt. Aus dem hinteren Kühlungs- und Klinkeraustragungsbereich des Klinkerkühlers 7 wird Kühlerabluft 9 abgeleitet und in einem zyklonartigen Fliehkraftabscheider 10 und einem Schlauchfilter 11 von Staubpartikeln gereinigt.In 1 the plant according to the invention for the production of cement clinker and the corresponding method are shown schematically in one embodiment. A first cement raw meal 1 is in the gas flow direction after the topmost cyclone 2a of the embodiment of a sequence of four cyclones 2a . 2 B . 2c . 2d existing heat exchanger 3 given up. In the exemplary embodiment, a working on the principle of a fly-flow reactor calciner 4 provided in the preheated first cement raw meal 1 after passing through the second lowest cyclone stage 2c arrives. After extensive deacidification in the calciner 4 the first cement raw meal flows 1 over the last cyclone 2d and the rotary kiln inlet chamber 5 in the rotary kiln 6 where it is sintered into cement clinker. Afterwards, the hot cement clinker falls into the entrance area of the clinker cooler 7 through which it is transported through for cooling. From the front area hot furnace exhaust gas for recuperation as tertiary air through the tertiary air line 8th back to the calciner 4 where it contributes to the calcination process. From the rear cooling and clinker discharge area of the clinker cooler 7 is cooler exhaust air 9 derived and in a cyclone centrifugal separator 10 and a bag filter 11 cleaned of dust particles.

In den bis hierher beschriebenen, vorbekannten Klinkerprozess wird ein zweites Zementrohmehl 12, das erfindungsgemäß vorentsäuert mit einem Entsäuerungsgrad von mindestens 30%, bevorzugt mindestens 60% und besonders bevorzugt nahezu vollständig entsäuert vorliegt, hinzugegeben. Bedarf es keiner weiteren Entsäuerung des zweiten Zementrohmehls 12 ist eine Eintragsstelle 13a in Materialstromrichtung gesehen nach dem Calcinator 4, beispielsweise eine Aufgabe in den untersten Zyklon 2d, zu bevorzugen. Für eine Restentsäuerung sind Eintragsstellen 13b in den Calcinator 4 oder Eintragsstellen 13c, 13d vor dem Calcinator in die oberen Stufen des Wärmetauschers 3 zu bevorzugen, wie sie hinsichtlich Zahl und genauer Positionierung lediglich als schematisches Beispiel in die Darstellung eingetragen sind. Um eine mögliche Emission organischer Verbindungen bei einem restlichen Kohlenstoffgehalt im zweiten Zementrohmehl 12 zu verhindern, sind die unteren, heißen Bereiche den oberen, kühleren Bereichen des Wärmetauschers 3 für die Eintragungen vorzuziehen. Für den spezifischen Betrieb einer konkreten Anlage kann ein Eintrag des zweiten Zementrohmehls 12 an nur einer Eintragsstelle 13a, 13b, 13c, 13d erfolgen oder aber der Strom des zweiten Zementrohmehls 12 aufgeteilt und an mehreren der im Beispiel vier Eintragsstellen 13a, 13b, 13c, 13d zudosiert werden. Da der Anteil des zweiten Zementrohmehls 12 mindestens 10 Gew.-% nach der Zudosierung betragen soll, kann der Anteil des ersten Zementrohmehls 1 vorteilhaft entsprechend abgesenkt werden.In the previously known, clinker process described here is a second cement raw meal 12 , which according to the invention pre-acidified with a degree of deacidification of at least 30%, preferably at least 60% and more preferably almost completely deacidified present added. There is no need for further deacidification of the second cement raw meal 12 is an entry point 13a Seen in the direction of material flow after the calciner 4 For example, a task in the lowest cyclone 2d , to prefer. For a residual deacidification are entry points 13b in the calciner 4 or entry points 13c . 13d before the calciner in the upper stages of the heat exchanger 3 to be preferred, as they are listed in terms of number and exact positioning only as a schematic example in the presentation. For a possible emission of organic compounds at a residual carbon content in the second cement raw meal 12 To prevent the lower, hot areas are the upper, cooler areas of the heat exchanger 3 for the entries preferable. For the specific operation of a concrete plant may be an entry of the second cement raw meal 12 at only one entry point 13a . 13b . 13c . 13d take place or the flow of the second cement raw meal 12 divided and at several of the example four entry points 13a . 13b . 13c . 13d be dosed. Since the proportion of the second cement raw meal 12 should be at least 10 wt .-% after dosing, the proportion of the first cement raw meal 1 advantageously be lowered accordingly.

Um für die Zudosierung ein zweites Rohmehl 12 in vorentsäuertem Zustand zur Verfügung zu stellen, ist an den Klinkerprozess ein separater Prozess der thermischen Behandlung und Calcinierung von für die Zementherstellung geeigneten Rohmehls 14 in einer Wirbelschichtanlage 15 gekoppelt, die im abgebildeten Fall als typische zirkulierende Wirbelschichtanlage 15 ausgeführt ist. Für deren oxidierenden Betrieb wird ein sauerstoffhaltiges Gas als Fluidisierungsmedium 16 zur Ausbildung der Wirbelschicht von unten nach oben in die Wirbelschichtbrennkammer 17 eingeströmt. Ferner kann weiteres sauerstoffhaltiges Sekundärgas auf höher gelegenen Ebenen in die Wirbelschichtbrennkammer 17 zur Optimierung des Verbrennungs- bzw. Calcinierungsprozesses eingegeben werden (nicht abgebildet). Die Abbildung zeigt die vorteilhafte Ausgestaltung der Anlage, bei der die aus dem Klinkerkühler 7 abgezogene Kühlerabluft 9 zusammen mit dem Fluidisierungmedium 16 in die Wirbelschichtbrennkammer 17 eingegeben wird. Sie kann so den Anteil an benötigtem Fluidisierungsmedium 16 verringern und ist als Anteil in der darüber hinaus vom Fluidisierungsmedium 16 und ggf. von der Sekundärluft gebildeten Verbrennungsluft in der Wirbelschichtbrennkammer gut geeignet, da sie bereits vorgewärmt ist. Neben dem Rohmehl 17 wird primärer oder sekundärer Brennstoff 18 für die thermischen Prozesse in der Wirbelschichtbrennkammer 17 verwendet. Die Asche des Brennstoffs 18 und das Rohmehl 14 bilden das Bettmaterial der Wirbelschicht. Durch die zirkulierende Wirbelschicht werden im oberen Bereich der Wirbelschichtbrennkammer 17 Festkörperpartikel ausgetragen und in einem angrenzenden Rückführzyklon 19 von dem Brennkammer-Abgas 20 getrennt.To add a second raw meal for the dosing 12 in pre-deacidified state, is a separate process to the clinker process of thermal treatment and calcination of raw meal suitable for cement production 14 in a fluidized bed plant 15 coupled in the case shown as a typical circulating fluidized bed plant 15 is executed. For their oxidizing operation, an oxygen-containing gas is used as the fluidizing medium 16 for forming the fluidized bed from bottom to top in the fluidized bed combustion chamber 17 flowed. Further, further oxygen-containing secondary gas at higher levels in the fluidized bed combustion chamber 17 be entered to optimize the combustion or calcination process (not shown). The figure shows the advantageous embodiment of the system, in which the from the clinker cooler 7 withdrawn radiator exhaust air 9 together with the fluidization medium 16 in the fluidized bed combustion chamber 17 is entered. It can thus the proportion of fluidization medium required 16 In addition, as a proportion in the fluidizing medium, it decreases 16 and optionally formed by the secondary air combustion air in the fluidized bed combustion chamber, since it is already preheated. In addition to the raw meal 17 becomes primary or secondary fuel 18 for the thermal processes in the fluidized bed combustion chamber 17 used. Ashes of fuel 18 and the raw meal 14 form the bed material of the fluidized bed. By the circulating fluidized bed are in the upper part of the fluidized bed combustion chamber 17 Solid particles discharged and in an adjacent recycling cyclone 19 from the combustion chamber exhaust 20 separated.

Das Brennkammer-Abgas 20 durchströmt einen Kesselzug 21 und wird in einem weiteren, beispielsweise als Schlauch- oder Gewebefilter ausgeführten Filter 22 von verbliebenen Staubpartikeln gereinigt. Je nach Beschaffenheit durchläuft das Brennkammer-Abgas 20 ferner ein oder mehrere Stufen der Gasreinigung 23, bevor es in die Umgebung freigesetzt wird. Durch den erhöhten Sauerstoffgehalt in der Wirbelschichtbrennkammer 17 und die Einbindung von Schwefel im Wirbelschichtprozess sowie aufgrund der hinsichtlich der Bildung nitroser Gase vorteilhaft niedrigen Temperaturen bei der Calcinierung kommt es bereits zu einer weitgehenden Reduzierung rohmaterial- und brennstoffbedingter Emissionen. Gleichwohl kann es zur Einhaltung von Umweltrichtlinien angezeigt sein, in der Gasreinigungsstufe 23 beispielsweise eine Entstickung sowie eine Abscheidung von Quecksilber oder dergleichen vorzunehmen.The combustion chamber exhaust 20 flows through a boiler train 21 and is in another, for example, as a hose or fabric filter executed filter 22 cleaned of remaining dust particles. Depending on the condition, the combustion chamber exhaust gas passes through 20 also one or more stages of gas purification 23 before it is released into the environment. Due to the increased oxygen content in the fluidized bed combustion chamber 17 and the inclusion of sulfur in the fluidized bed process as well as due to the low temperatures in the calcination with regard to the formation of nitrous gases already result in a substantial reduction of raw material and fuel-related emissions. However, it may be appropriate to comply with environmental guidelines, in the gas purification stage 23 For example, perform denitrification and deposition of mercury or the like.

Die im Rückführzyklon 19 abgetrennte Festkörperfraktion wird in der Regel über einen Tauchtopf 24 einem mit diesem in Verbindung stehenden Aschekühler 25 zugeführt. Von diesem aus erfolgt teils eine Rezirkulierung des Bettmaterials zurück in die Wirbelschicht, teils wird das nunmehr vorentsäuert vorliegende zweite Zementrohmehl 12 ausgetragen und in mindestens einem Silo 26 gesammelt. Durch mechanischen oder pneumatischen Transport wird es von hier aus in beispielsweise durch Ventile geregelter Menge zu der einen oder den mehreren Eintragsstellen 13a, 13b, 13c, 13d für die Zudosierung in den Klinkerprozess transportiert.The in the recycling cyclone 19 separated solid fraction is usually about a dip cup 24 an ash cooler connected to this 25 fed. From this part of a recirculation of the bed material takes place back into the fluidized bed, partly the now pre-acidified second cement raw meal 12 discharged and in at least one silo 26 collected. By mechanical or pneumatic transport, it is from here in example regulated by valves quantity to the one or more entry points 13a . 13b . 13c . 13d transported to the clinker process for metering.

Die Verwendung einer Wirbelschichtanlage 15 schafft die Möglichkeit einer mit hohem Wirkungsgrad durchführbaren Erzeugung von elektrischer Energie durch Umwandlung von Wärme, die im System der zwei Teilprozesse, Klinkerprozess und Wirbelschichtprozess, ausgekoppelt werden kann. Im dargestellten Ausführungsbeispiel steht die Wirbelschichtanlage 15 mit einem Wasser/Dampf-Kreislauf in Verbindung (als solcher in der schematischen Darstellung nur teilweise angedeutet), bei dem die Wärmeenergie des erhitzten bzw. überhitzten Wasserdampfes in einem Aggregat 27, bestehend aus mindestens einer Turbine 28 und mindestens einem Generator 29, in mechanische und dann elektrische Energie umgewandelt wird, die für den Energiebedarf der Prozesse im Zementwerk zur Verfügung gestellt werden kann. Im Ausführungsbeispiel wird durch entsprechende Wärmetauscherflächen 30a, 30b in der Wirbelschichtanlage 15 an den beispielhaft eingezeichneten Stellen Wärme aus der Wirbelschichtbrennkammer 17 rückgewonnen und in den Wasser/Dampf-Kreislauf übertragen. Der fluidisierte Zustand der Wirbelschicht sorgt hier für einen besonders guten Wärmetransport. Darüber hinaus finden Wärmeauskopplungen an Wärmetauscherflächen 30c in dem Aschekühler 25 und in dem Kesselzug 21 für das heiße Brennkammer-Abgas 20 statt.The use of a fluidized bed plant 15 creates the possibility of high-efficiency production of electrical energy by conversion of heat, which can be coupled out in the system of the two sub-processes, clinker process and fluidized bed process. In the illustrated embodiment is the fluidized bed plant 15 with a water / steam cycle in connection (as such in the schematic representation only partially indicated), in which the heat energy of the heated or superheated steam in an aggregate 27 consisting of at least one turbine 28 and at least one generator 29 , is converted into mechanical and then electrical energy that can be provided for the energy needs of the processes in the cement plant. In the embodiment, by corresponding heat exchanger surfaces 30a . 30b in the fluidized bed plant 15 Heat from the fluidized bed combustion chamber at the points shown by way of example 17 recovered and transferred to the water / steam cycle. The fluidized state of the fluidized bed provides for a particularly good heat transfer. In addition, find heat on heat exchanger surfaces 30c in the ash cooler 25 and in the boiler train 21 for the hot combustor exhaust 20 instead of.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel werden zwei weitere Wärmequellen für die Wärmerückgewinnung erschlossen. Zum einen wird die aus dem Klinkerkühler 7 abgeleitete Kühlerabluft 9 durch einen Dampfkessel (AQC-Boiler) 31 geführt, durch den Wärme ausgekoppelt und in den Wasser/Dampf-Kreislauf übertragen wird. Zum anderen wird das heiße Wärmetauscher-Abgas 32 nach Reinigen in mindestens einem Staubabscheider 33 durch einen Dampfkessel (SP-Boiler) 34 geführt, in dem ebenfalls Wärme ausgekoppelt und in den Wasser/Dampf-Kreislauf übertragen wird. Das Wärmetauscher-Abgas 32 ist hiernach für eine Mahltrocknung (nicht dargestellt) geeignet oder wird direkt in die Umgebung abgegeben.In the illustrated embodiment, two more heat sources for heat recovery are developed. One is the one from the clinker cooler 7 derived radiator exhaust air 9 through a steam boiler (AQC boiler) 31 passed, is decoupled by the heat and transferred to the water / steam cycle. On the other hand, the hot heat exchanger exhaust gas 32 after cleaning in at least one dust separator 33 through a steam boiler (SP boiler) 34 in which also heat is decoupled and transferred to the water / steam cycle. The heat exchanger exhaust 32 is hereafter for a mill drying (not shown) suitable or is discharged directly into the environment.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11

Zementrohmehl, erstesCement raw meal, first

2a2a

Zykloncyclone

2b2 B

Zykloncyclone

2c2c

Zykloncyclone

2d2d

Zykloncyclone

33

Wärmetauscherheat exchangers

44

Calcinatorcalciner

55

DrehofeneinlaufkammerRotary kiln inlet

66

DrehrohrofenRotary kiln

77

Klinkerkühlerclinker cooler

88th

TertiärluftleitungTertiary air duct

99

Kühlerabluftcooler exhaust air

1010

Fliehkraftabscheidercyclone

1111

SchlauchfilterBag filters

1212

Zementrohmehl, zweitesCement raw meal, second

13a13a

Eintragsstelleentry point

13b13b

Eintragsstelleentry point

13c13c

Eintragsstelleentry point

13d13d

Eintragsstelleentry point

1414

Rohmehlraw meal

1515

WirbelschichtanlageFluidized bed system

1616

Fluidisierungsmediumfluidization

1717

WirbelschichtbrennkammerFluidized bed combustor

1818

Brennstofffuel

1919

RückführzyklonRecycle cyclone

2020

Brennkammer-AbgasCombustion chamber exhaust

2121

Kesselzugboiler pass

2222

Filterfilter

2323

GasreinigungsstufeGas purification stage

2424

Tauchtopfdiving pot

2525

Aschekühlerash cooler

2626

Silosilo

2727

Aggregataggregate

2828

Turbineturbine

2929

Generatorgenerator

30a30a

Wärmetauscherfläche (Wirbelschichtbrennkammer)Heat exchanger surface (fluidized bed combustion chamber)

30b30b

Wärmetauscherfläche (Wirbelschichtbrennkammer)Heat exchanger surface (fluidized bed combustion chamber)

30c30c

Wärmetauscherfläche (Aschekühler)Heat exchanger surface (ash cooler)

3131

Dampfkessel (AQC-Boiler)Steam boiler (AQC boiler)

3232

Wärmetauscher-AbgasExhaust gas heat exchanger

3333

Staubabscheiderdust collector

3434

Dampfkessel (SP-Boiler)Steam boiler (SP boiler)

Claims (13)

Verfahren zur Herstellung von Zementklinker, aufweisend die Schritte – Erhitzen eines ersten Zementrohmehls (1) in einem aus einer Abfolge von Zyklonen (2a, 2b, 2c, 2d) bestehenden Wärmetauscher (3), – Sintern des erhitzten ersten Zementrohmehls (1) zu Zementklinker in einem Drehrohrofen (6) mit mindestens einer Drehofeneinlaufkammer (5), und – Kühlen des Zementklinkers in einem Klinkerkühler (7), gekennzeichnet durch – Zudosieren eines zweiten Zementrohmehls (12) an mindestens einer Eintragsstelle (13a, 13b, 13c, 13d) zwischen Materialeintrag in den in Materialstromrichtung gesehen ersten Zyklon (2a) des Wärmetauschers (3) und Drehofeneinlaufkammer (5), wobei – das zweite Zementrohmehl (12) als Produkt eines separaten, in einer Wirbelschichtanlage (15) ablaufenden Prozesses des thermischen Behandelns und Entsäuerns eines für die Zementherstellung geeigneten Rohmehls (14) hinzugegeben wird und einen Entsäuerungsgrad von mindestens 30%, und wobei – nach der Zudosierung der Anteil des zweiten Zementrohmehls (12) in dem Gemisch aus erstem Zementrohmehl (1) und zweitem Zementrohmehl (12) mindestens 10 Gew.-% beträgt.Process for producing cement clinker, comprising the steps of - heating a first cement raw meal ( 1 ) in one of a series of cyclones ( 2a . 2 B . 2c . 2d ) existing heat exchanger ( 3 ), - sintering the heated first cement raw meal ( 1 ) to cement clinker in a rotary kiln ( 6 ) with at least one rotary kiln inlet chamber ( 5 ), and - cooling the cement clinker in a clinker cooler ( 7 ), marked by Metering a second cement raw meal ( 12 ) at least one entry point ( 13a . 13b . 13c . 13d ) between material entry in the direction of material flow seen first cyclone ( 2a ) of the heat exchanger ( 3 ) and rotary kiln inlet chamber ( 5 ), wherein - the second cement raw meal ( 12 ) as a product of a separate, in a fluidized bed plant ( 15 ) process of the thermal treatment and deacidification of a raw meal suitable for cement production ( 14 ) and a degree of deacidification of at least 30%, and wherein - after dosing, the proportion of the second cement raw meal ( 12 ) in the mixture of first cement raw meal ( 1 ) and second cement raw meal ( 12 ) is at least 10% by weight. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch – Ableiten von Kühlerabluft (9) aus dem Klinkerkühler (7), – Abscheidung von Staub aus der abgeleiteten Kühlerabluft (9) in mindestens einer Vorrichtung (10, 11) zur Entstaubung, und – Zuführung der entstaubten Kühlerabluft (9) als Verbrennungsluft in die Wirbelschichtanlage (15).Method according to claim 1, characterized by - discharge of cooler exhaust air ( 9 ) from the clinker cooler ( 7 ), - separation of dust from the derived radiator exhaust air ( 9 ) in at least one device ( 10 . 11 ) for dedusting, and - feeding the dedusted cooler exhaust air ( 9 ) as combustion air in the fluidized bed plant ( 15 ). Verfahren nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch Auskoppeln und Übertragen von in der Wirbelschichtanlage (15) frei werdender Wärmeenergie in einen Wasser/Dampf-Kreislauf für eine nachfolgende Umwandlung von Wärme in elektrische Energie.Process according to claim 2, characterized by decoupling and transferring in the fluidized bed plant ( 15 ) released heat energy into a water / steam cycle for subsequent conversion of heat into electrical energy. Verfahren nach Anspruch 3, wobei – die Wirbelschichtanlage (15) eine Wirbelschichtbrennkammer (17), mindestens einen Rückführzyklon (19), mindestens einen dem Rückführzyklon (19) materialstromseitig nachgeschalteten Tauchtopf (24), mindestens einen mit dem mindestens einen Tauchtopf (24) in Verbindung stehenden, vorzugsweise als Fließbettkühler vorliegenden Aschekühler (25) und einen dem mindestens einen Rückführzyklon (19) in Abgasströmungsrichtung nachgeschalteten Kesselzug (21) aufweist, und – das Auskoppeln und Übertragen von in der Wirbelschichtanlage (15) frei werdender Wärmeenergie in den Wasser/Dampf-Kreislauf mindestens durch mindestens einen der drei nachfolgend aufgeführten Wärmetauschprozesse, bevorzugt durch mindestens die drei nachfolgend aufgeführten Wärmetauschprozesse, erfolgt: – Auskopplung von Wärme an in der Wirbelschichtbrennkammer (17) und/oder in der Wandung der Wirbelschichtbrennkammer (17) angeordneten Wärmetauscherflächen (30a, 30b), – Auskopplung von Wärme aus heißem Brennkammer-Abgas (20) im Kesselzug (21), – Auskopplung von Wärme an im Aschekühler (25) angeordneten Wärmetauscherflächen (30c).Process according to claim 3, wherein - the fluidized bed plant ( 15 ) a fluidized bed combustion chamber ( 17 ), at least one recycle cyclone ( 19 ), at least one recycle cyclone ( 19 ) downstream of the material flow side immersion pot ( 24 ), at least one with the at least one immersion pot ( 24 ) in connection, preferably present as a fluid bed cooler ash cooler ( 25 ) and one at least one recycling cyclone ( 19 ) in the exhaust gas flow direction downstream boiler train ( 21 ), and - the decoupling and transferring in the fluidized bed plant ( 15 ) released heat energy into the water / steam cycle at least by at least one of the three heat exchange processes listed below, preferably by at least the three heat exchange processes listed below, takes place: - coupling of heat to in the fluidized bed combustion chamber ( 17 ) and / or in the wall of the fluidized bed combustion chamber ( 17 ) arranged heat exchanger surfaces ( 30a . 30b ), - extraction of heat from hot combustor exhaust gas ( 20 ) in the boiler train ( 21 ), - decoupling of heat in the ash cooler ( 25 ) arranged heat exchanger surfaces ( 30c ). Verfahren nach einem der Ansprüche 3 oder 4, gekennzeichnet durch Führen der aus dem Klinkerkühler (7) abgeleiteten Kühlerabluft (9) durch einen zwischen Klinkerkühler (7) und Wirbelschichtanlage (15) angeordneten Dampfkessel (Air Quenched Clinkercooler Boiler, AQC-Boiler) (31) zur Wärmeauskopplung, wobei die rückgewonnene Wärmeenergie dem Wasser/Dampf-Kreislauf der Wirbelschichtanlage (15) zugeführt wird.Method according to one of claims 3 or 4, characterized by guiding the from the clinker cooler ( 7 ) derived radiator exhaust air ( 9 ) by a between clinker cooler ( 7 ) and fluidized bed plant ( 15 ) (Air Quenched Clinker Cooler Boiler, AQC Boiler) ( 31 ) for heat extraction, wherein the recovered heat energy to the water / steam cycle of the fluidized bed plant ( 15 ) is supplied. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, gekennzeichnet durch – Führen von heißem Wärmetauscher-Abgas (32) durch mindestens einen Staubabscheider (33), und – Führen des entstaubten, heißen Wärmetauscher-Abgases (32) durch einen dem Wärmetauscher (3) in Gasströmungsrichtung nachgeschalteten Dampfkessel (Suspension Preheater Boiler, SP-Boiler) (34) zur Wärmeauskopplung, wobei die rückgewonnene Wärmeenergie dem Wasser/Dampf-Kreislauf der Wirbelschichtanlage (15) zugeführt wird.Method according to one of claims 3 to 5, characterized by - guiding hot heat exchanger exhaust gas ( 32 ) by at least one dust separator ( 33 ), and - guiding the dedusted, hot heat exchanger exhaust gas ( 32 ) through a heat exchanger ( 3 ) downstream in the gas flow direction steam boiler (suspension Preheater boiler, SP boiler) ( 34 ) for heat extraction, wherein the recovered heat energy to the water / steam cycle of the fluidized bed plant ( 15 ) is supplied. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch Entsäuern des ersten Zementrohmehls (1) in mindestens einem Calcinator (4), wobei – das erste Zementrohmehl (1) aus dem in Materialstromrichtung vorletzten Zyklon (2c) des Wärmetauschers (3) in den mindestens einen Calcinator (4) und nach Passage des mindestens einen Calcinators (4) über die vom letzten Zyklon (2d) gebildete Vorwärmstufe in die Drehofeneinlaufkammer (5) strömt, und – das Zudosieren des zweiten Zementrohmehls (12) in Materialstromrichtung nach dem mindestens einen Calcinator (4) und/oder zur Restentsäuerung in oder vor dem mindestens einen Calcinator (4) erfolgt.Method according to one of claims 1 to 6, characterized by deacidification of the first cement raw meal ( 1 ) in at least one calciner ( 4 ), wherein - the first cement raw meal ( 1 ) from the penultimate in the material flow direction cyclone ( 2c ) of the heat exchanger ( 3 ) into the at least one calciner ( 4 ) and after passage of the at least one calciner ( 4 ) about the last cyclone ( 2d ) formed preheat in the rotary kiln inlet chamber ( 5 ), and - the metering in of the second cement raw meal ( 12 ) in the material flow direction after the at least one calciner ( 4 ) and / or for residual deacidification in or in front of the at least one calciner ( 4 ) he follows. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch Reduzierung umweltbelastender Emissionen der Wirbelschichtanlage (15) insbesondere durch – Einbindung von Schwefel durch Zugabe schwefeleinbindender, z. B. kalkhaltiger, Additive zu dem Prozess des thermischen Behandelns und Entsäuerns des Rohmehls (14) in der Wirbelschichtbrennkammer (17), und – Eintragung sauerstoffhaltigen Verbrennungsgases in die Wirbelschichtbrennkammer (17) zur weitgehenden Vermeidung der Emission flüchtiger organischer Verbindungen.Method according to one of claims 1 to 7, characterized by reducing polluting emissions of the fluidized bed plant ( 15 ) in particular by - incorporation of sulfur by adding sulfur-binding, z. B. calcareous, additives to the process of thermal treatment and deacidification of the raw meal ( 14 ) in the fluidized bed combustion chamber ( 17 ), and - entry of oxygen-containing combustion gas into the fluidized-bed combustion chamber ( 17 ) to largely avoid the emission of volatile organic compounds. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch einen Entsäuerungsgrades des zweiten Zementrohmehls von mindestens 60%.Method according to one of claims 1 to 8, characterized by a degree of deacidification of the second cement raw meal of at least 60%. Anlage zur Herstellung von Zementklinker, aufweisend – einen aus einer Abfolge von Zyklonen (2a, 2b, 2c, 2d) bestehenden Wärmetauscher (3) zum Erhitzen eines ersten Zementrohmehls (1), einen Drehrohrofen (6) mit mindestens einer Drehofeneinlaufkammer (5) zum Sintern des erhitzten ersten Zementrohmehls 1 und einen Klinkerkühler (7) zur Kühlung des Zementklinkers, – eine Wirbelschichtanlage (15) zur thermischen Behandlung und Entsäuerung eines für die Zementherstellung geeigneten Rohmehls (14) zu einem zweiten Zementrohmehl (12), wobei die Wirbelschichtanlage (15) eine Wirbelschichtbrennkammer (17), mindestens einen Rückführzyklon (19), mindestens einen dem Rückführzyklon (19) materialstromseitig nachgeschalteten Tauchtopf (24), mindestens einen mit dem mindestens einen Tauchtopf (24) in Verbindung stehenden, vorzugsweise als Fließbettkühler vorliegenden Aschekühler (25) und einen dem mindestens einen Rückführzyklon (19) in Abgasströmungsrichtung nachgeschalteten Kesselzug (21) aufweist, und – mindestens ein mit dem Aschekühler (25) in Verbindung stehendes Silo (26) zur Aufnahme des abgekühlten zweiten Zementrohmehls (12), dadurch gekennzeichnet, dass – der Entsäuerungsgrad des zweiten Zementrohmehls (12) mindestens 30% beträgt, – für eine Zudosierung des zweiten Zementrohmehls (12) das mindestens eine Silo (26) durch mindestens einen mechanischen Transportweg und/oder mindestens eine pneumatische Förderleitung zum Transport des zweiten Zementrohmehls (12) mit mindestens einer Eintragsstelle (13a, 13b, 13c, 13d) zwischen dem Materialeintrag in den in Materialstromrichtung gesehen ersten Zyklon (2a) des Wärmetauschers (3) und der Drehofeneinlaufkammer (5) verbunden ist, und dass – nach der Zudosierung der Anteil des zweiten Zementrohmehls (12) in dem Gemisch aus erstem Zementrohmehl (1) und zweitem Zementrohmehl (12) mindestens 10 Gew.-% beträgt, und dass – die Wirbelschichtanlage (15) zur thermischen Behandlung und Entsäuerung eines für die Zementherstellung geeigneten Rohmehls (14) zu einem zweiten Zementrohmehl (12) als separate Anlage ausgestaltet ist.Plant for the production of cement clinker, comprising - one of a series of cyclones ( 2a . 2 B . 2c . 2d ) existing heat exchanger ( 3 ) for heating a first cement raw meal ( 1 ), one Rotary kiln ( 6 ) with at least one rotary kiln inlet chamber ( 5 ) for sintering the heated first cement raw meal 1 and a clinker cooler ( 7 ) for cooling the cement clinker, - a fluidized bed plant ( 15 ) for the thermal treatment and deacidification of a raw meal suitable for cement production ( 14 ) to a second cement raw meal ( 12 ), wherein the fluidized bed plant ( 15 ) a fluidized bed combustion chamber ( 17 ), at least one recycle cyclone ( 19 ), at least one recycle cyclone ( 19 ) downstream of the material flow side immersion pot ( 24 ), at least one with the at least one immersion pot ( 24 ) in connection, preferably present as a fluid bed cooler ash cooler ( 25 ) and one at least one recycling cyclone ( 19 ) in the exhaust gas flow direction downstream boiler train ( 21 ), and - at least one with the ash cooler ( 25 ) related silo ( 26 ) for receiving the cooled second cement raw meal ( 12 ), characterized in that - the degree of deacidification of the second cement raw meal ( 12 ) is at least 30%, - for a metered addition of the second cement raw meal ( 12 ) the at least one silo ( 26 ) by at least one mechanical transport path and / or at least one pneumatic conveying line for transporting the second cement raw meal ( 12 ) with at least one entry point ( 13a . 13b . 13c . 13d ) between the material entry in the direction of material flow seen first cyclone ( 2a ) of the heat exchanger ( 3 ) and the rotary kiln inlet chamber ( 5 ) and that - after metering, the proportion of the second cement raw meal ( 12 ) in the mixture of first cement raw meal ( 1 ) and second cement raw meal ( 12 ) is at least 10 wt .-%, and that - the fluidized bed plant ( 15 ) for the thermal treatment and deacidification of a raw meal suitable for cement production ( 14 ) to a second cement raw meal ( 12 ) is designed as a separate system. Anlage nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass – ein Wasser/Dampf-Kreislauf mit einem Aggregat (27) zur Umwandlung von Wärme in elektrische Energie vorgesehen ist, wobei mindestens eine Wärmetauscherfläche (30a, 30b, 30c) an mindestens einer Stelle in der Wirbelschichtanlage (15) zur Auskopplung von in der Wirbelschichtanlage (15) frei werdender Wärmeenergie in den Wasser/Dampf-Kreislauf angeordnet ist, – ein dem Klinkerkühler (7) nachgeschalteter Dampfkessel (AQC-Boiler) (31) zur Wärmeauskopplung aus abgeleiteter Kühlerabluft (9) vorhanden ist, wobei der Dampfkessel (AQC-Boiler) (31) durch eine erste Dampfleitung mit dem Wasser/Dampf-Kreislauf verbunden ist, und – ein dem Wärmetauscher (3) in Gasströmungsrichtung nachgeschalteter Dampfkessel (SP-Boiler) (34) zur Wärmeauskopplung aus heißem Wärmetauscher-Abgas (32) vorhanden ist, wobei der Dampfkessel (SP-Boiler) (34) durch eine zweite Dampfleitung mit dem Wasser/Dampf-Kreislauf verbunden ist.Plant according to claim 10, characterized in that - a water / steam cycle with an aggregate ( 27 ) is provided for the conversion of heat into electrical energy, wherein at least one heat exchanger surface ( 30a . 30b . 30c ) at least one point in the fluidized bed plant ( 15 ) for decoupling in the fluidized bed plant ( 15 ) released heat energy is placed in the water / steam cycle, - the clinker cooler ( 7 ) downstream steam boiler (AQC boiler) ( 31 ) for heat extraction from derived radiator exhaust air ( 9 ), the steam boiler (AQC boiler) ( 31 ) is connected by a first steam line to the water / steam circuit, and - a heat exchanger ( 3 ) in gas flow direction downstream boiler (SP boiler) ( 34 ) for heat extraction from hot heat exchanger exhaust gas ( 32 ), the steam boiler (SP boiler) ( 34 ) is connected by a second steam line to the water / steam cycle. Anlage nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Calcinator (4) zum Entsäuern des ersten Zementrohmehls (1) vorgesehen ist, wobei – der mindestens eine Calcinator (4) in Gasstromrichtung nach dem Drehrohrofen (6) und vor dem Wärmetauscher (3) angeordnet ist, und – für die Zudosierung des zweiten Zementrohmehls (12) das mindestens eine Silo (26) durch mindestens einen mechanischen Transportweg und/oder durch mindestens eine pneumatische Förderleitung zum Transport des zweiten Zementrohmehls (12) mit mindestens einer Eintragsstelle (13a) in Materialstromrichtung nach dem mindestens einen Calcinator (4) und/oder zur Restentsäuerung mit mindestens einer Eintragsstelle (13b, 13c, 13d) in oder vor dem mindestens einen Calcinator (4) verbunden ist.Installation according to one of claims 10 or 11, characterized in that at least one calciner ( 4 ) for deacidifying the first cement raw meal ( 1 ), wherein - the at least one calciner ( 4 ) in the gas flow direction after the rotary kiln ( 6 ) and in front of the heat exchanger ( 3 ), and - for the metered addition of the second cement raw meal ( 12 ) the at least one silo ( 26 ) by at least one mechanical transport path and / or by at least one pneumatic conveying line for transporting the second cement raw meal ( 12 ) with at least one entry point ( 13a ) in the material flow direction after the at least one calciner ( 4 ) and / or for residual deacidification with at least one entry point ( 13b . 13c . 13d ) in or in front of the at least one calciner ( 4 ) connected is. Anlage nach einem der Ansprüche 10 bis 12, gekennzeichnet durch einen Entsäuerungsgrad des zweiten Zementrohmehls von mindestens 60%.Installation according to one of claims 10 to 12, characterized by a degree of deacidification of the second cement raw meal of at least 60%.

Images