LU103009B1 - Thermal treatment of mineral material, in particular clays, for the cement industry, in particular for the production of artificial pozzolans - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung thermisch behandelter Tone in einem Calcinator 10, wobei die bei der Erwärmung des Tones austretenden Schadstoffe im Calcinator 10 thermisch umgesetzt werden.The present invention relates to a process for producing thermally treated clays in a calciner 10, wherein the pollutants released during heating of the clay are thermally converted in the calciner 10.
Description
thyssenkrupp Industrial Solutions AG 221314P00LU thyssenkrupp AG LU103009 1/13thyssenkrupp Industrial Solutions AG 221314P00LU thyssenkrupp AG LU103009 1/13
Thermische Behandlung von mineralischem Material, insbesondere Tonen, für dieThermal treatment of mineral material, in particular clays, for
Zementindustrie, insbesondere zur Herstellung künstlicher PuzzolaneCement industry, especially for the production of artificial pozzolana
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur thermischen Behandlung von mineralischemThe invention relates to a method for the thermal treatment of mineral
Material, insbesondere Tonen, und eine Anlage hierzu, wobei die Materialeigenschaften gleichzeitig zu einer Reduktion der bei der Herstellung entstehenden Luftschadstoffe genutzt werden.Material, in particular clay, and a plant therefor, whereby the material properties are simultaneously used to reduce the air pollutants generated during production.
Tone und Tonartige Stoffe werden heutzutage oft verwendet, um beispielsweise künstliche Puzzolane herzustellen, die dann wiederum in der Zementherstellung verwendet werden. Ein Grund hierfür ist, dass beim Herstellen von Zementklinker, beispielsweise aus Kalkstein, aus dem Rohmaterial CO, entweicht. Um die CO,-Clays and clay-like materials are often used today to produce artificial pozzolans, for example, which are then used in cement production. One reason for this is that when cement clinker is produced, for example from limestone, CO, escapes from the raw material. In order to reduce the CO,-
Emissionen zu reduzieren ist daher der Wechsel auf ein anderes Ausgangsprodukt, derzeit beispielsweise Ton, zur Vermeidung von klimaschädlichen Emissionen ein wichtiger Schritt.To reduce emissions, switching to another raw material, currently clay for example, is an important step in avoiding climate-damaging emissions.
Ein Nachteil bei Tonen ist, dass diese eine Reihe von Stoffen mit unterschiedlicheA disadvantage of clays is that they contain a range of substances with different
Zusammensetzungen aufweisen. Ein Stoff, der bei der thermischen Behandlung vonA substance which is used in the thermal treatment of
Tonen oftmals bei der Vorwärmung des Materials aus dem Ton austritt, ist Ammoniak.The substance that often escapes from the clay when the material is preheated is ammonia.
Daauch Ammoniak nicht an die Atmosphäre abgegeben werden soll (und darf), wird eineSince ammonia should not (and must not) be released into the atmosphere, a
Abgasbehandlung nachgeschaltet, welches das Abgas, welches aus dem Vorwärmer kommt, nachbehandelt und Schadstoffe wie zum Beispiel Ammoniak und/oder Stickoxide aus dem Abgas entfernt. Eine derartige Abgasreinigung ist heute Stand der Technik und üblicherweise in praktisch jeder Industrieanlage zu finden, die mit höheren Temperaturen eine Materialbehandlung vornimmt, arbeitet.Exhaust gas treatment is installed downstream, which treats the exhaust gas coming from the preheater and removes pollutants such as ammonia and/or nitrogen oxides from the exhaust gas. This type of exhaust gas purification is state of the art today and is usually found in practically every industrial plant that works with materials at higher temperatures.
Ein weiterer Schadstoff, welcher bei der Erwärmung von Tonen oftmals austritt, sindAnother pollutant that often escapes when clay is heated is
Kohlenwasserstoffe und Kohlenwasserstoff-haltige Verbindungen, hier und im Folgenden zur Vereinfachung (und unter Vernachlässigung weiterer Heteroatome) zusammengefasst unter C,H, die ebenfalls aus dem Abgas entfernt werden müssen.Hydrocarbons and hydrocarbon-containing compounds, here and in the following summarized under C,H for the sake of simplicity (and neglecting other heteroatoms), which must also be removed from the exhaust gas.
Aus der DE 102011014498 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung einesDE 102011014498 A1 describes a method for producing a
Klinkerersatzstoffes bekannt.clinker substitute known.
thyssenkrupp Industrial Solutions AG 221314P00LU thyssenkrupp AG LU103009 2/13thyssenkrupp Industrial Solutions AG 221314P00LU thyssenkrupp AG LU103009 2/13
Aus der US 9458 059 B2 ist ein Herstellungsprozess für synthetische Puzzolane bekannt.A manufacturing process for synthetic pozzolans is known from US 9458 059 B2.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren bereitzustellen, welches die thermischeThe object of the invention is to provide a method which allows the thermal
Behandlung von mineralischem Material, insbesondere Tonen, insgesamt möglichst energiesparend und damit umweltschonend ermöglicht.Treatment of mineral material, especially clays, in the most energy-efficient and thus environmentally friendly way possible.
Gelöst wird diese Aufgabe durch das Verfahren mit den in Anspruch 1 angegebenenThis object is achieved by the method with the features specified in claim 1
Merkmalen. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie den Zeichnungen.Features. Advantageous further developments emerge from the subclaims, the following description and the drawings.
Das erfindungsgemäße Verfahren dient zur Herstellung thermisch behandeltem mineralischen Material, insbesondere Tone, beispielsweise und insbesondere zurThe process according to the invention is used for the production of thermally treated mineral material, in particular clays, for example and in particular for
Herstellung künstlicher Puzzolane zur Verwendung in der Zementindustrie. DieProduction of artificial pozzolans for use in the cement industry.
Herstellung erfolgt in einem Calcinator. Bei der Erwärmung von Tonen treten Schadstoffe auf, die nicht an die Umwelt abgegeben werden sollten. Dieses sind beispielsweise und insbesondere Ammoniak NH; und Kohlenwasserstoffe sowie Kohlenwasserstoff-Haltige-Production takes place in a calciner. When clays are heated, pollutants are generated that should not be released into the environment. These include, for example, and in particular, ammonia NH; and hydrocarbons and hydrocarbon-containing substances.
Verbindungen. Diese Schadstoffe werden üblicherweise energieaufwändig in einer derCompounds. These pollutants are usually removed using energy-intensive processes in one of the
Herstellungsvorrichtung nachgelagerten Abgasaufbereitung umgesetzt und so entfernt.Manufacturing facility downstream exhaust gas treatment and thus removed.
Dieser Prozess ist jedoch energieaufwändig und führt dadurch zu weiteren, vermeidbarenHowever, this process is energy-intensive and therefore leads to further avoidable
CO--Emissionen. Daher werden die bei der Erwärmung des Tones austretendenCO- emissions. Therefore, the CO released when the clay is heated
Schadstoffe im Calcinator thermisch umgesetzt. Im Calcinator herrscht insbesondere die für die Zersetzung der Schadstoffe richtige Temperatur. Hinzu tritt ein zusätzlicher, sehr positiver Effekt auf. Aus dem Ton tritt üblicherweise Ammoniak aus. Bei der Verbrennung, die zur Erzeugung der Temperatur im Calcinator benötigt wird, entstehen Stickoxide. DiePollutants are thermally converted in the calciner. The calciner has the right temperature for the decomposition of pollutants. There is also an additional, very positive effect. Ammonia usually comes out of the clay. During the combustion, which is required to generate the temperature in the calciner, nitrogen oxides are produced. The
Stickoxide aus dem Verbrennungsprozess synproportionieren mit dem aus dem Ton stammenden Ammoniak zu Stickstoff und Wasser.. Somit wird ein doppelter Nutzen erzeugt und es kann sogar auf die übliche und energieaufwände nachgelagerteNitrogen oxides from the combustion process synproportionate with the ammonia from the clay to form nitrogen and water. This creates a double benefit and can even be used for the usual and energy-intensive downstream
Abgasbehandlung verzichtet werden.Exhaust gas treatment can be dispensed with.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird wenigstens ein Teil des mineralischen Materials, insbesondere des Tones direkt und ohne Vorwärmung in den thyssenkrupp Industrial Solutions AG 221314P00LU thyssenkrupp AG LU103009 3/13In a further embodiment of the invention, at least part of the mineral material, in particular the clay, is fed directly and without preheating into the thyssenkrupp Industrial Solutions AG 221314P00LU thyssenkrupp AG LU103009 3/13
Calcinator eingebracht. Dieses erscheint zunächst widersinnig, da dadurch imCalciner. This seems counterintuitive at first, as it
Unterschied zum Stand der Technik auf die Energierückgewinnung im Vorwärmer verzichtet wird. Betrachtet man jedoch den Gesamtprozess einschließlich derIn contrast to the state of the art, energy recovery in the preheater is omitted. However, if one looks at the entire process including the
Abgasreinigung, so zeigt sich überraschend, dass ein Verzicht auf die Vorwärmung durch die bei der Abgasreinigung gesparte Energie mehr als kompensiert wird. Und wird dennoch eine nachgelagerte Abgasreinigung durchgeführt, so sind zum einen die dort erforderlichen Minderungsraten deutlich geringer. Zusätzlich tritt das Abgas zum anderen bereits mit höherer Temperatur ein, sodass auch hierfür der Energiebedarf sinkt.Exhaust gas purification, it is surprising that the energy saved during the exhaust gas purification more than compensates for the lack of preheating. And if downstream exhaust gas purification is carried out, the reduction rates required there are significantly lower. In addition, the exhaust gas enters at a higher temperature, so that the energy required for this also decreases.
Ohne Vorwärmung im Sinne der Erfindung ist eine Erwärmung gemeint, bei der eineWithout preheating in the sense of the invention is meant a heating in which a
Erwärmung in die Nähe der Behandlungstemperatur erfolgt und damit eineHeating occurs close to the treatment temperature and thus a
Schadstofffreisetzung verbunden sein kann. Insbesondere Tone müssen jedoch vor derHowever, clays in particular must be treated with the appropriate
Verwendung getrocknet werden. Hierzu wird das Ausgangsmaterial zwar erwärmt, jedoch nicht über ein Temperaturfenster von 70 °C bis 120 °C (die maximale Temperatur schwank je nach Trocknungsmethode und verwendetem Ausgangsstoff). In diesemFor this purpose, the raw material is heated, but not above a temperature range of 70 °C to 120 °C (the maximum temperature varies depending on the drying method and the raw material used). In this
Temperaturfenster treten die erfindungsgemäßen Emissionen von Schadstoffen jedoch noch nicht auf, sodass die Trocknung alleine bezüglich dieser Emissionen unkritisch ist.However, the emissions of pollutants according to the invention do not yet occur within this temperature window, so that drying alone is not critical with regard to these emissions.
Ohne Vorwärmung heißt somit bevorzugt im Sinne der Erfindung mit einer Temperatur von héchstens 120 °C.Without preheating therefore preferably means in the sense of the invention with a temperature of at most 120 °C.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird wenigstens ein Teil des mineralischen Materials, insbesondere des Tones, in einen dem Calcinator benachbartenIn a further embodiment of the invention, at least part of the mineral material, in particular the clay, is introduced into a chamber adjacent to the calciner.
Teil des Vorwärmers eingebracht und im Vorwärmer vorgewärmt und von dort in denpart of the preheater and preheated in the preheater and from there into the
Calcinator überführt. Beispielsweise handelt es sich bei dem Vorwärmer um eineCalciner. For example, the preheater is a
Kaskade aus zwei bis sechs Gleichstromwärmetauschern mit Zyklonabscheidern, in diesem Fall wird das mineralische Material, insbesondere der Ton, in den wärmsten, demCascade of two to six direct current heat exchangers with cyclone separators, in this case the mineral material, especially the clay, is separated into the warmest,
Calcinator benachbarten Gleichstromwarmetauscher eingegeben. DieseCalciner adjacent DC heat exchanger. This
Ausführungsform ist bevorzugt, wenn der Calcinator bei einer vergleichsweise hohenEmbodiment is preferred if the calciner is at a comparatively high
Temperatur, beispielsweise und insbesondere zwischen 800 °C und 1200 °C betrieben wird. In diesem Fall ist die Temperatur in diesem ersten Teil des Vorwärmers so hoch, dass die beim Erwärmen des mineralischen Materials, insbesondere des Tones, zuverlässig zersetzt werden können. Hierdurch kann eine Balance zwischentemperature, for example and in particular between 800 °C and 1200 °C. In this case, the temperature in this first part of the preheater is so high that the mineral material, in particular the clay, can be reliably decomposed when heated. This allows a balance between
Wärmerückgewinnung und effektiver Schadstoffminimierung erreicht werden.Heat recovery and effective pollutant minimization can be achieved.
thyssenkrupp Industrial Solutions AG 221314P00LU thyssenkrupp AG LU103009 4/13thyssenkrupp Industrial Solutions AG 221314P00LU thyssenkrupp AG LU103009 4/13
In einer weiteren Ausführungsform wird ein zweiter mineralischer Rohstoff in denIn a further embodiment, a second mineral raw material is added to the
Vorwärmer aufgegeben, wobei als zweiter mineralischer Rohstoff ein mineralischerPreheater, whereby the second mineral raw material is a mineral
Rohstoff ausgewählt wird, der bei der Erwärmung keine oder nur sehr geringeA raw material is selected that has no or very little
Schadstoffmengen emittiert. Typische Beispiele sind Kalkstein oder Sand, welche zusammen beispielswiese mit künstlichen Puzzolanen in Mischungen in derTypical examples are limestone or sand, which are mixed with artificial pozzolans in the
Zementindustrie eingesetzt werden. Dadurch kann mit den weniger kritischen Edukten eine Wärmerückgewinnung erreicht werden und gleichzeitig eine aufwändigecement industry. This allows heat recovery with the less critical reactants and at the same time a complex
Abgasreinigung verhindert werden.Exhaust gas purification can be prevented.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird wenigstens ein Teil des mineralischen Materials, insbesondere des Tones, in einen Vorwarmer eingebracht und im Vorwärmer vorgewärmt und von dort in den Calcinator überführt. Daher treten dieIn a further embodiment of the invention, at least part of the mineral material, in particular the clay, is introduced into a preheater and preheated in the preheater and transferred from there to the calciner. Therefore, the
Schadstoffe bereits im Vorwärmer aus dem mineralischem Material, insbesondere demPollutants are already removed from the mineral material in the preheater, especially the
Ton, aus und sind somit in dem aus dem Vorwärmer kommenden Gasstrom. Daher wird das aus dem Vorwärmer kommende Gas wenigstens teilweise in den Calcinator geführt.Clay, and are thus in the gas stream coming from the preheater. Therefore, the gas coming from the preheater is at least partially fed into the calciner.
Der dem aus dem Vorwarmer kommende Gasstrom kann dazu beispielsweise einerThe gas stream coming from the preheater can, for example, be
Brennkammer zugeführt werden, die mit dem Calcinator verbunden ist. Dadurch gelangen die Schadstoffe ebenfalls wie bei der direkten Einbringung des mineralischencombustion chamber, which is connected to the calciner. This also allows the pollutants to reach the calciner as is the case with the direct introduction of the mineral
Materials, insbesondere des Tones, in den Calcinator und haben den selben positivenmaterial, especially clay, into the calciner and have the same positive
Effekt, insbesondere auch auf die bei der zur Erzeugung der Temperatur benötigtenEffect, especially on the energy required to generate the temperature
Verbrennung erzeugten Stickoxide.Combustion produces nitrogen oxides.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird das aus dem Vorwärmer kommende Gas Uber einen Materialkühler in den Calcinator geführt. Zwischen demIn a further embodiment of the invention, the gas coming from the preheater is fed into the calciner via a material cooler. Between the
Materialkühler und dem Calcinator kann weiter zusätzlich eine Brennkammer angeordnet sein. Hierdurch wird die durch das Produkt aus dem Calcinator ausgetragene Wärme zurück in den Prozess geführt.A combustion chamber can also be arranged between the material cooler and the calciner. This allows the heat released by the product from the calciner to be fed back into the process.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird das aus dem Vorwärmer kommende Gas vor Zuführung in eine Brennkammer einer Entstaubungseinrichtung, die beispielsweise als Gewebefilter, keramische Filter oder Elektrofilter ausgeführt ist, zugeführt. Hierdurch wird der Staubanteil im aus dem Vorwärmer kommenden Gas thyssenkrupp Industrial Solutions AG 221314P00LU thyssenkrupp AG LU103009 5/13 abgetrennt und kann der Anlage an geeigneter Stelle, beispielweise dem Calcinator oder dem Vorwärmer, wieder zugeführt werden. Dadurch wird verhindert, dass der Staubanteil in der Brennkammer auf eine unerwünscht hohe Temperatur erwärmt und somit thermisch deaktiviert wird.In a further embodiment of the invention, the gas coming from the preheater is fed to a dust removal device, which is designed as a fabric filter, ceramic filter or electrostatic precipitator, for example, before being fed into a combustion chamber. This separates the dust content in the gas coming from the preheater thyssenkrupp Industrial Solutions AG 221314P00LU thyssenkrupp AG LU103009 5/13 and can be fed back into the system at a suitable point, for example the calciner or the preheater. This prevents the dust content in the combustion chamber from being heated to an undesirably high temperature and thus thermally deactivated.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird dem aus dem Vorwärmer kommende Gas wenigstens ein Reaktionsmittel zugeführt, bevor das Gas dem Calcinator zugeführt wird. Das Reaktionsmittel kann beispielswiese zur Umwandlung vonIn a further embodiment of the invention, at least one reactant is added to the gas coming from the preheater before the gas is fed to the calciner. The reactant can be used, for example, to convert
Schwefelverbindungen dienen, insbesondere zur Umwandlung in Sulfat. Sulfat ist ein in der Zementindustrie gewünschter Zuschlagsstoff, sodass auf diese WeiseSulphur compounds are used, in particular for conversion into sulphate. Sulphate is a desired additive in the cement industry, so that in this way
Schwefelverunreinigungen gewinnbringend genutzt werden können.Sulfur contamination can be used profitably.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird der Calcinator mit einerIn a further embodiment of the invention, the calciner is provided with a
Temperatur zwischen 600 °C und 1400 °C, bevorzugt zwischen 600 °C und 1200 °C, weiter bevorzugt zwischen 750 °C und 1050 °C, besonders bevorzugt zwischen 800 °C und 1000 °C betrieben.Temperature between 600 °C and 1400 °C, preferably between 600 °C and 1200 °C, more preferably between 750 °C and 1050 °C, particularly preferably between 800 °C and 1000 °C.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird dem Calcinator ein Brennstoff zugeführt. Der Brennstoff ist ausgewählt aus der Gruppe umfassend Kohlenstaub,In a further embodiment of the invention, a fuel is supplied to the calciner. The fuel is selected from the group comprising coal dust,
Erdgas, Biogas, Wasserstoff, Ammoniak und Synthesegas. Diese Brennstoffe sind hochenergetisch und erlauben eine gute Befeuerung.Natural gas, biogas, hydrogen, ammonia and synthesis gas. These fuels are highly energetic and allow good combustion.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung werden im Calcinator schwefelhaltigeIn a further embodiment of the invention, sulphur-containing
Verbindungen aus dem mineralischen Material, insbesondere dem Ton, zu Sulfat oxidiert.Compounds from the mineral material, especially the clay, are oxidized to sulfate.
Sulfate sind übliche Zusatzstoffe in Zement, sodass auf diese Weise der Schwefel wertbildend gebunden werden kann und für das fertige Produkt einen Mehrwert liefert.Sulphates are common additives in cement, so that in this way the sulfur can be bound in a value-creating manner and adds value to the finished product.
Gleichzeitig werden umweltschädliche Emissionen vermieden.At the same time, environmentally harmful emissions are avoided.
In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur thermischenIn a further aspect, the invention relates to a device for thermal
Behandlung von mineralischem Material, insbesondere Tonen. Die Vorrichtung weist einen Calcinator auf. Weiter weist die Vorrichtung eine Eduktzuführung auf. Wesentlich ist, dass die Eduktzuführung mineralisches Material, insbesondere Ton, ohneTreatment of mineral material, in particular clay. The device has a calciner. The device also has a feedstock. It is essential that the feedstock contains mineral material, in particular clay, without
Vorwärmung direkt in den Calcinator einbringt. Damit erfolgt die erste Erwärmung des mineralischen Materials, insbesondere des Tones, erst im Calcinator. Dieses wiederum bewirkt, dass die Schadstoffe, insbesondere Ammoniak, Kohlenwasserstoff und thyssenkrupp Industrial Solutions AG 221314P00LU thyssenkrupp AG LU103009 6/13Preheating is introduced directly into the calciner. This means that the first heating of the mineral material, in particular the clay, only takes place in the calciner. This in turn causes the pollutants, in particular ammonia, hydrocarbons and thyssenkrupp Industrial Solutions AG 221314P00LU thyssenkrupp AG LU103009 6/13
Kohlenwasserstoffverbindungen eben genau im Calcinator bei der hohen Temperatur des Calcinators freigesetzt werden. Kohlenwasserstoffe und Kohlenwasserstoff-haltigeHydrocarbon compounds are released precisely in the calciner at the high temperature of the calciner. Hydrocarbons and hydrocarbon-containing
Verbindungen werden direkt verbrannt, Ammoniak mit dem bei diesen hohenCompounds are burned directly, ammonia with the at these high
Temperaturen entstehenden Stickoxiden zu Stickstoff und Wasser umgesetzt. Auf dieseTemperatures are converted into nitrogen and water. This
Weise erfolgt eine direkte Umsetzung der Schadstoffe im Calcinator. Dafür wird auf eineIn this way, the pollutants are directly converted in the calciner.
Vorwärmung des Eduktes und damit eine Rückgewinnung von Energie aus dem Abgas verzichtet. Dieses erscheint unlogisch, da es die Effizienz verschlechtert. Es hat sich jedoch herausgestellt, dass dadurch auf eine aufwändige Abgasreinigung verzichtet werden kann, welche ebenfalls einen hohen Energiebedarf hat.Preheating of the reactant and thus recovery of energy from the exhaust gas is dispensed with. This seems illogical as it reduces efficiency. However, it has been found that this means that complex exhaust gas purification can be dispensed with, which also requires a lot of energy.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist der Calcinator direkt und damit ohne einen zwischengeschalteten Vorwärmer mit einer Abgasbehandlung oder einem Abzug verbunden. In dieser Ausführungsform wird der Materialstrom vollständig und ohneIn a further embodiment of the invention, the calciner is connected directly to an exhaust gas treatment or an exhaust outlet without an intermediate preheater. In this embodiment, the material flow is completely and without
Vorwärmung in den Calcinator verbracht. Zusätzlich kann der Abgasstrom, falls eine zusätzliche Behandlung nötig ist, bereits auf die Temperatur des Gasausgangs desIn addition, if additional treatment is required, the exhaust gas stream can be heated to the temperature of the gas outlet of the
Calcinators erfolgen, was die üblicherweise notwendige erneute Erhitzung des Abgases überflüssig macht.Calciners, which eliminates the need for reheating of the exhaust gases.
In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur thermischenIn a further aspect, the invention relates to a device for thermal
Behandlung von mineralischem Material, insbesondere Tonen, wobei die Vorrichtung einen Calcinator und einen Vorwärmer aufweist. Dieses entspricht dem konventionellenTreatment of mineral material, in particular clays, wherein the device comprises a calciner and a preheater. This corresponds to the conventional
Aufbau. Erfindungsgemäß ist in dem den Vorwärmer verlassenden Gasstrom einStructure. According to the invention, in the gas stream leaving the preheater, a
Gasstromteiler angeordnet. Der Gasstromteiler dient dazu, den Gasstrom in einenGas flow divider is arranged. The gas flow divider serves to divide the gas flow into a
Rezirkulationsgasstrom und einen Abluftstrom zu teilen. Der Gasstromteiler ist mit einerrecirculation gas flow and an exhaust air flow. The gas flow divider is equipped with a
Rückführungsleitung verbunden. Die Rückführungsleitung dient dazu, denThe return line is used to
Rezirkulationsgasstrom aufzunehmen. Die Rückführungsleitung ist mit dem Calcinator oder einer Brennkammer oder einem Materialkühler verbunden. Hierdurch werden zweiThe recirculation line is connected to the calciner or a combustion chamber or a material cooler. This creates two
Effekte genutzt. Zum einen kann im Vorwärmer, wie bisher, die Energie wenigstens teilweise dem Prozess durch das Vorwärmen des thermisch zu behandelnden Materials wieder zugeführt werden. Auf der anderen Seite werden über den Gasteiler, dieeffects are used. On the one hand, the energy can be fed back into the process in the preheater, as before, at least in part by preheating the material to be thermally treated. On the other hand, the gas divider, the
Schadstoffe wenigstens anteilig in den Calcinator überführt und können da umgesetzt werden. Da eine vollständige Rezirkulation zu einer Anreicherung, beispielsweise des thyssenkrupp Industrial Solutions AG 221314P00LU thyssenkrupp AG LU103009 7/13 aus der Befeuerung stammenden CO, führen würde, muss ein Teil des Gasstromes alsPollutants are at least partially transferred to the calciner and can be converted there. Since complete recirculation would lead to an enrichment, for example of the CO from the firing, a part of the gas flow must be used as
Abluftstrom auch in die Umgebung abgegeben werden.Exhaust air flow can also be released into the environment.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist die Rückführungsleitung eineIn a further embodiment of the invention, the return line has a
Entstaubungseinrichtung auf.Dust extraction system.
IN einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die Entstaubungseinrichtung mit einer Staubrückführleitung verbunden. Die Staubrückführleitung weist zwei Enden auf.In a further embodiment of the invention, the dust removal device is connected to a dust return line. The dust return line has two ends.
Das eine Ende ist die Entstaubungseinrichtung verbunden, das andere Ende ist mit demOne end is connected to the dust extraction device, the other end is connected to the
Calcinator oder dem Vorwärmer verbunden. Dieses schließt auch eine indirekteCalciner or preheater. This also includes indirect
Verbindung beispielsweise die Verbindung zwischen dem Calcinator und dem Vorwärmer oder eine Materialzuführungsvorrichtung zum Vorwärmer oder Calcinator mit ein.Connection includes, for example, the connection between the calciner and the preheater or a material feeding device to the preheater or calciner.
Hierdurch kann der Staub ohne Überhitzung und damit ohne Deaktivierung, beispielsweise in der Brennkammer, dem Produkt zugeführt werden.This allows the dust to be fed into the product without overheating and thus without deactivation, for example in the combustion chamber.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist die Eduktzuführung eineIn a further embodiment of the invention, the reactant feed has a
Eduktstromteilung auf. Die Eduktstromteilung ist mit einer ersten Teileduktstromleitung und einer zweiten Teileduktstromleitung verbunden. Die erste Teileduktstromleitung ist mit dem Calcinator und die zweite Teileduktstromleitung ist mit dem Vorwärmer verbunden. Hierdurch kann eine Mischform der beiden vorgenannten Vorrichtungen zurEduct flow division. The educt flow division is connected to a first partial duct flow line and a second partial duct flow line. The first partial duct flow line is connected to the calciner and the second partial duct flow line is connected to the preheater. This allows a hybrid of the two aforementioned devices to be used for
Durchführung des erfindungsgemäBen Verfahren verwendet werden. Der ersteimplementation of the method according to the invention. The first
Teileduktstrom wird dadurch direkt dem Calcinator zugeführt, was eine optimaleThe partial product stream is thus fed directly to the calciner, which ensures optimal
Schadstoffminimierung zur Folge hat. Gleichzeitig kann über den zweiten Teileduktstrom und den Vorwärmer ein Teil der thermischen Energie zurück in den Prozess geführt werden. Zusätzlich weist die Vorrichtung eine Zweiteduktzuführung auf, wobei dieAt the same time, part of the thermal energy can be fed back into the process via the second partial product stream and the preheater. In addition, the device has a second product feed, whereby the
Zweiteduktzufuhrung für die Zuführung eines zweiten mineralischen Rohstoffes ausgebildet ist. Die Zweiteduktzuführung ist mit dem Vorwärmer verbunden und über dieSecondary product feed is designed for the supply of a second mineral raw material. The secondary product feed is connected to the preheater and via the
Zweiteduktzufuhrung kann dem Vorwärmer ein zweiter mineralischer Rohstoff zugeführt werden und die Rückführung der thermischen Energie aus dem Abgas des Vorwärmers weiter verbessert werden. Der zweite mineralische Rohstoff ist beispielsweise Kalkstein oder Sand, welcher beim Vorwärmen keine oder nur sehr wenig Schadstoffe abgibt und daher ohne Probleme zur Rückgewinnung der thermischen Energie im Vorwärmer eingesetzt werden kann.By adding a second raw material, a second mineral raw material can be fed into the preheater and the recovery of thermal energy from the preheater's exhaust gas can be further improved. The second mineral raw material is, for example, limestone or sand, which releases no or very few pollutants during preheating and can therefore be used without any problems to recover thermal energy in the preheater.
thyssenkrupp Industrial Solutions AG 221314P00LU thyssenkrupp AG LU103009 8/13thyssenkrupp Industrial Solutions AG 221314P00LU thyssenkrupp AG LU103009 8/13
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist die Vorrichtung wenigstens einen ersten Temperatursensor auf. Der Temperatursensor ist im Calcinator oder zwischenIn a further embodiment of the invention, the device has at least one first temperature sensor. The temperature sensor is in the calciner or between
Calcinator und Vorwärmer angeordnet. Die Vorrichtung weist weiter wenigstens eineCalciner and preheater are arranged. The device further comprises at least one
Hilfsbrennvorrichtung auf. Die Hilfsbrennvorrichtung dient insbesondere dazu,The auxiliary combustion device serves in particular to
Temperaturschwankungen auszugleichen und wird daher üblicherweise mit einem einfach zu dosierenden und brennwertkonstantem Brennstoff betrieben, beispielsweisecompensate for temperature fluctuations and is therefore usually operated with a fuel that is easy to dose and has a constant calorific value, for example
Gas oder Kohlenstaub. Die Hilfsbrennvorrichtung ist in an der Brennkammer, zwischenGas or coal dust. The auxiliary combustion device is located in the combustion chamber, between
Brennkammer und Calcinator oder im Calcinator angeordnet. Die Vorrichtung weist eine erste Steuervorrichtung auf. Die erste Steuervorrichtung ist mit dem erstenCombustion chamber and calciner or in the calciner. The device has a first control device. The first control device is connected to the first
Temperatursensor und der Hilfsbrennvorrichtung verbunden. Die erstetemperature sensor and the auxiliary combustion device. The first
Steuerungsvorrichtung ist zur Steuerung der Hilfsbrennvorrichtung in Abhängigkeit der vom ersten Temperatursensors erfassten Temperatur ausgebildet.The control device is designed to control the auxiliary combustion device as a function of the temperature detected by the first temperature sensor.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist die Vorrichtung wenigstens einen ersten NO,-Analysator auf. Beispielweise und insbesondere detektiert der NOx-In a further embodiment of the invention, the device has at least one first NOx analyzer. For example and in particular, the NOx analyzer detects
Analysator die NO,-Konzentration mittels Infrarotspektroskopie in einer extraktivenAnalyser the NO, concentration by infrared spectroscopy in an extractive
Messung. Der NO,-Analysator ist im Calcinator oder zwischen Calcinator und Vorwärmer oder im Vorwärmer oder nach dem Vorwärmer angeordnet. Die Vorrichtung weist wenigstens eine Eduktstromteilung und/oder mindestens eine Zweiteduktzuführung und/oder einen Gasstromteiler auf. Die Vorrichtung weist eine erste Steuervorrichtung oder eine zweite Steuervorrichtung auf. Die erste Steuervorrichtung oder die zweiteMeasurement. The NO, analyzer is arranged in the calciner or between the calciner and the preheater or in the preheater or after the preheater. The device has at least one reactant flow divider and/or at least one second reactant feed and/or a gas flow divider. The device has a first control device or a second control device. The first control device or the second
Steuervorrichtung ist mit dem ersten NO,-Analysator und/oder wenigstens einem erstenControl device is connected to the first NO, analyzer and/or at least one first
Temperatursensor und der Eduktstromteilung und/oder dem Gasstromteiler verbunden.Temperature sensor and the reactant flow divider and/or the gas flow divider.
Die erste Steuerungsvorrichtung oder die zweite Steuervorrichtung ist zur Steuerung derThe first control device or the second control device is for controlling the
Eduktstromteilung und/oder dem Gasstromteiler in Abhängigkeit der von dem erstenreactant flow division and/or the gas flow divider depending on the flow from the first
NO,-Analysator erfassten = NO,-Konzentration unter Berücksichtigung der vorherrschenden Temperaturen ausgebildet. Hierdurch ist eine aktuelle Anpassung an eine schwankende Zusammensetzung des Ausgangsmaterials und damit an eine schwankende Freisetzung von Schadstoffen im Prozess in einfacher Weise möglich.NO, concentration recorded by the NO, analyzer, taking the prevailing temperatures into account. This makes it easy to adapt to a fluctuating composition of the starting material and thus to a fluctuating release of pollutants in the process.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist die Vorrichtung wenigstens einen ersten Organik-Analysator auf. Ein Organik-Analysator kann beispielsweise ein thyssenkrupp Industrial Solutions AG 221314P00LU thyssenkrupp AG LU103009 9/13In a further embodiment of the invention, the device has at least one first organic analyzer. An organic analyzer can be, for example, a thyssenkrupp Industrial Solutions AG 221314P00LU thyssenkrupp AG LU103009 9/13
Flammenionisationsdetektor zur Erfassung der Konzentration von Kohlenwasserstoff undFlame ionization detector for measuring the concentration of hydrocarbon and
Kohlenwasserstoff-Haltige-Verbindungen sein. Der Organik-Analysator ist im Calcinator oder zwischen Calcinator und Vorwärmer oder im Vorwärmer oder nach dem Vorwärmer angeordnet. Die Vorrichtung weist wenigstens eine Eduktstromteilung und/oder mindestens eine Zweiteduktzuführung und/oder einen Gasstromteiler auf. DieHydrocarbon-containing compounds. The organic analyzer is arranged in the calciner or between the calciner and the preheater or in the preheater or after the preheater. The device has at least one reactant flow divider and/or at least one second reactant feed and/or a gas flow divider. The
Vorrichtung weist eine erste Steuervorrichtung oder eine zweite Steuervorrichtung auf.Device has a first control device or a second control device.
Die erste Steuervorrichtung oder die zweite Steuervorrichtung ist mit dem ersten Organik-The first control device or the second control device is connected to the first organic
Analysator und/oder wenigstens einem ersten Temperatursensor und derAnalyzer and/or at least one first temperature sensor and the
Eduktstromteilung und/oder dem Gasstromteiler verbunden. Die erstereactant flow divider and/or the gas flow divider. The first
Steuerungsvorrichtung oder die zweite Steuervorrichtung ist zur Steuerung derControl device or the second control device is for controlling the
Eduktstromteilung und/oder dem Gasstromteiler in Abhängigkeit der von dem erstenEduct flow division and/or the gas flow divider depending on the flow from the first
Organik-Analysator erfassten Organik-Konzentration unter Berücksichtigung der vorherrschenden Temperaturen ausgebildet. Hierdurch ist eine aktuelle Anpassung an eine schwankende Zusammensetzung des Ausgangsmaterials und damit an eine schwankende Freisetzung von Schadstoffen im Prozess in einfacher Weise möglich.Organic analyzer, taking the prevailing temperatures into account. This makes it easy to adapt to fluctuating composition of the starting material and thus to fluctuating release of pollutants in the process.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist die Vorrichtung wenigstens einen ersten NHj;Analysator auf. Der NHz-Analysators ist im Calcinator oder zwischenIn a further embodiment of the invention, the device has at least one first NH2 analyzer. The NH2 analyzer is in the calciner or between
Calcinator und Vorwärmer oder im Vorwärmer oder nach dem Vorwärmer angeordnet.Calciner and preheater or arranged in the preheater or after the preheater.
Die Vorrichtung weist wenigstens eine Eduktstromteilung und/oder einen Gasstromteiler auf. Die Vorrichtung weist eine erste Steuervorrichtung oder eine zweiteThe device has at least one reactant flow divider and/or one gas flow divider. The device has a first control device or a second
Steuervorrichtung auf. Die erste Steuervorrichtung oder die zweite Steuervorrichtung ist mit dem ersten NHzs-Analysator und/oder dem Temperatursensor und derThe first control device or the second control device is connected to the first NHzs analyzer and/or the temperature sensor and the
Eduktstromteilung und/oder dem Gasstromteiler verbunden. Die erstereactant flow divider and/or the gas flow divider. The first
Steuerungsvorrichtung oder die zweite Steuervorrichtung ist zur Steuerung derControl device or the second control device is for controlling the
Eduktstromteilung und/oder dem Gasstromteiler in Abhängigkeit der von dem ersten NHz-Educt flow division and/or the gas flow divider depending on the flow rate from the first NHz
Analysator erfassten NHz-Konzentration und/oder des vom Temperatursensor erfasstenNH3 concentration detected by the analyzer and/or the temperature sensor
Temperaturniveaus ausgebildet.temperature levels.
Die vorgenannten Vorrichtungen sind besonders bevorzugt zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildet beziehungswiese das erfindungsgemäßeThe aforementioned devices are particularly preferably designed to carry out the method according to the invention or the inventive
Verfahren kann besonders bevorzugt auf einer der vorgenannten Vorrichtungen durchgeführt werden.The method can particularly preferably be carried out on one of the aforementioned devices.
thyssenkrupp Industrial Solutions AG 221314P00LU thyssenkrupp AG LU103009 10/13thyssenkrupp Industrial Solutions AG 221314P00LU thyssenkrupp AG LU103009 10/13
Nachfolgend ist das erfindungsgemäße Verfahren anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.The method according to the invention is explained in more detail below with reference to embodiments shown in the drawings.
Fig. 1 erstes AusführungsbeispielFig. 1 first embodiment
Fig. 2 zweites AusführungsbeispielFig. 2 second embodiment
Fig. 3 drittes AusführungsbeispielFig. 3 third embodiment
Fig. 4 viertes AusführungsbeispielFig. 4 fourth embodiment
In Fig. 1 ist die direkte Eduktzuführung 30 in den Calcinator 10 gezeigt. Die Vorrichtung weist keinen Vorwärmer auf. Das den Calcinator 10 verlassende Gas wird direkt als Abluft abgegeben, eine Eduktvorwärmung und Wärmerückgewinnung im Vorwärmer erfolgt gerade nicht. Das den Calcinator 10 verlassende Produkt wird in einem Materialkühler 20 abgekühlt und verlässt die Vorrichtung über den Produktstrom 40. Gas, beispielsweiseIn Fig. 1, the direct feed of reactant 30 into the calciner 10 is shown. The device does not have a preheater. The gas leaving the calciner 10 is discharged directly as exhaust air, reactant preheating and heat recovery in the preheater do not take place. The product leaving the calciner 10 is cooled in a material cooler 20 and leaves the device via the product stream 40. Gas, for example
Luft, wird über die Gaszufuhr 50 dem Materialkühler 20 zugeführt und von dort vorgewärmt dem Calcinator 10 zugeführt. Der Calcinator 10 weist eine Brennvorrichtung auf, die entweder im Calcinator 10 angeordnet ist oder dem Calcinator 10 vorgelagert ist.Air is supplied to the material cooler 20 via the gas supply 50 and from there preheated to the calciner 10. The calciner 10 has a combustion device which is either arranged in the calciner 10 or upstream of the calciner 10.
Die bei der dortigen Verbrennung entstehenden Stickoxide werden mit dem aus dem Ton stammenden Ammoniak umgesetzt, sodass keine oder nur tolerierbare Emissionen entstehen. Ebenso werden Kohlenwasserstoffe und Kohlenwasserstoff-haltige-The nitrogen oxides produced during combustion are reacted with the ammonia from the clay, so that no or only tolerable emissions are produced. Hydrocarbons and hydrocarbon-containing
Verbindungen, die aus dem Ton stammen, hierdurch zuverlässig in ausreichendem Maße verbrannt. Der Verzicht auf die Wärmerückgewinnung in einen Vorwärmer wird dadurch ausgeglichen, dass keine zusätzliche Energie fur die Abgasreinigung aufgewendet werden muss.Compounds that originate from the clay are reliably burned in sufficient quantities. The lack of heat recovery in a preheater is compensated for by the fact that no additional energy has to be used for exhaust gas purification.
Fig. 2 zeigt eine zweite, alternative Ausführungsform. Hier erfolgt wie üblich dieFig. 2 shows a second, alternative embodiment. Here, as usual, the
Eduktzuführung 30 zu Vorwärmer 70, indem die Wärme von dem aus dem Calcinator 10 kommenden Gas auf das Edukt übertragen wird. Jedoch kommt es hierbei zurEduct feed 30 to preheater 70, in which the heat from the gas coming from the calciner 10 is transferred to the educt. However, this leads to
Freisetzung von Ammoniak und/oder Kohlenwasserstoffen und Kohlenwasserstoff- haltige Verbindungen. Um diese zu reduzieren, wird der Gasstrom nach dem Vorwärmer 70 durch einen Gasstromteiler 80 gefuhrt. Ein Teilstrom wird als Abluft 80 abgegeben, ein weiterer Teilstrom wird mit der Gaszufuhr 50 vereint und dem Materialkühler zugeführt und somit Uber den Materialkühler 20 dem Calcinator 10 zugeführt. Im Calcinator 10 thyssenkrupp Industrial Solutions AG 221314P00LU thyssenkrupp AG LU103009 11/13 werden dann wieder die durch Verbrennung erzeugten Stickoxide durch aus dem Ton freigesetzten Ammoniak wieder umgesetzt und ebenso Kohlenwasserstoffe undRelease of ammonia and/or hydrocarbons and hydrocarbon-containing compounds. In order to reduce these, the gas flow is led through a gas flow divider 80 after the preheater 70. A partial flow is discharged as exhaust air 80, another partial flow is combined with the gas supply 50 and fed to the material cooler and thus fed to the calciner 10 via the material cooler 20. In the calciner 10 thyssenkrupp Industrial Solutions AG 221314P00LU thyssenkrupp AG LU103009 11/13 the nitrogen oxides produced by combustion are then converted again by ammonia released from the clay and hydrocarbons and
Kohlenwasserstoff-haltige Verbindungen verbrannt. Das vorgewärmte Material wird aus dem Vorwärmer 70 in den Calcinator 10 und nach der thermischen Behandlung imHydrocarbon-containing compounds are burned. The preheated material is fed from the preheater 70 into the calciner 10 and after the thermal treatment in the
Calcinator 10 in den Materialkühler 20 verbracht und verlässt die Vorrichtung alsCalciner 10 into the material cooler 20 and leaves the device as
Produktstrom 40.Product stream 40.
Die in Fig. 3 gezeigte dritte Ausführungsform stellt eine Mischform der erstenThe third embodiment shown in Fig. 3 represents a hybrid of the first
Ausführungsform und der zweiten Ausführungsform dar. Die Eduktzuführung 30 erfolgt zu einer Eduktstromteilung 90. Hier wird der Eduktstrom geteilt und eine ersteEmbodiment and the second embodiment. The reactant feed 30 is carried out to an reactant flow divider 90. Here the reactant flow is divided and a first
Teileduktstromleitung 31 führt einen unvorgewärmten Teilstrom des Edukts direkt in denPartial duct flow line 31 leads an unpreheated partial flow of the educt directly into the
Calcinator 10 und eine zweite Teileduktstromleitung 32 führt einen Teilstrom des Edukts in den Vorwärmer 70. Dadurch wird ein Teil erst im Calcinator 10 erwärmt, sodass sich die hier freigesetzten Stoffe, insbesondere Ammoniak sowie Kohlenwasserstoffe undCalciner 10 and a second partial duct flow line 32 leads a partial flow of the educt into the preheater 70. As a result, a part is only heated in the calciner 10, so that the substances released here, in particular ammonia and hydrocarbons and
Kohlenwasserstoff-haltige Verbindungen, direkt im Calcinator 10 umsetzen lassen. Der andere Teilstrom kann im Vorwärmer 70 ein Teil der Wärme des Gasstromes aus demHydrocarbon-containing compounds, can be converted directly in the calciner 10. The other partial flow can be part of the heat of the gas flow from the
Calcinator 10 zurückgewinnen. Dadurch entweichen aber auch die ungewünschten Stoffe bei der Erwärmung im Vorwärmer 70. Diese werden teilweise durch die Aufteilung imCalciner 10. This also causes the undesirable substances to escape during heating in preheater 70. These are partly separated by the separation in the
Gasstromteiler 80 in den Calcinator zurückgeführt und können dort unschädlich gemacht werden. Diese dritte Ausführungsform hat den Vorteil, dass Uber zweiGas flow divider 80 is returned to the calciner and can be rendered harmless there. This third embodiment has the advantage that over two
Einstellmöglichkeiten (Eduktstromteilung 90 und Gasstromteiler 80) eine Anpassung vorgenommen werden kann. Dieses kann sinnvoll sein, um beispielsweise schwankendeAdjustment options (educt flow divider 90 and gas flow divider 80) can be used to adjust the flow. This can be useful, for example, to compensate for fluctuating
Emissionen durch Unterschiede im Ton auszugleichen. Das vorgewärmte Material wird aus dem Vorwärmer 70 in den Calcinator 10 zugeführt und dort mit dem erstenemissions caused by differences in the clay. The preheated material is fed from the preheater 70 into the calciner 10 and mixed with the first
Teileduktstrom vereint. Nach der thermischen Behandlung im Calcinator 10 wird dasAfter thermal treatment in the calciner 10, the
Material in den Materialkühler 20 verbracht und verlässt die Vorrichtung als Produktstrom 40.Material is transferred to the material cooler 20 and leaves the device as product stream 40.
Fig. 4 zeigt eine vierte Ausführungsform, welche sich von der dritten Ausführungsform insbesondere dadurch unterscheidet, dass diese vierte Ausführungsform eineFig. 4 shows a fourth embodiment, which differs from the third embodiment in particular in that this fourth embodiment has a
Steuervorrichtung 100 aufweist, die mit drei Temperatursensoren 110 verbunden ist, wobei ein Temperatursensor 110 im Calcinator 10, ein Temperatursensor zwischenControl device 100 which is connected to three temperature sensors 110, wherein a temperature sensor 110 in the calciner 10, a temperature sensor between
Calcinator 10 und Vorwärmer 70 und ein weiterer Temperatursensor 110 im Calcinator thyssenkrupp Industrial Solutions AG 221314P00LU thyssenkrupp AG LU103009 12/13 angeordnet ist. Natürlich können auch weitere Temperatursensoren 110 vorhanden sein.Calcinator 10 and preheater 70 and a further temperature sensor 110 is arranged in the calciner thyssenkrupp Industrial Solutions AG 221314P00LU thyssenkrupp AG LU103009 12/13. Of course, further temperature sensors 110 can also be present.
Zusätzlich weist die Vorrichtung einen NO,-Analysator 120 auf, der den NO,-Gehalt imIn addition, the device has a NO, analyzer 120 which measures the NO, content in the
Abgas des Vorwärmers 70 erfasst, sowie einen NHz-Analysator 122, der dem NHz-Gehalt im Abgas des Vorwärmers 70. Die Steuervorrichtung 100 kann insbesondere inExhaust gas of the preheater 70, and an NHz analyzer 122, which is the NHz content in the exhaust gas of the preheater 70. The control device 100 can be used in particular in
Abhängigkeit der vom NO,-Analysator 120 erfassten NO,-Konzentration und der vomDependence of the NO, concentration measured by the NO, analyzer 120 and the
NHz-Analysator 122 erfassten NHz-Konzentration eine Steuerung der Eduktstromteilung 90 und/oder des Gasstromteilers 80 vornehmen. Dadurch kann beispielsweise mehrThe reactant flow divider 90 and/or the gas flow divider 80 can be controlled based on the NHz concentration detected by the NHz analyzer 122. This allows, for example, more
Edukt direkt in den Calcinator 10 eingebracht werden, wenn die NO,-Konzentration steigt oder mehr Edukt in den Vorwärmer 70 eingebracht werden, um bei niedrigen NOx-Educt can be introduced directly into the calciner 10 when the NOx concentration increases or more educt can be introduced into the preheater 70 in order to
Konzentrationen mehr Energie zurückzugewinnen. Ebenso kann bei hohen NO,concentrations to recover more energy. Likewise, at high NO,
Konzentrationen der Anteil der Rückführung im Gasstromteiler erhöht werden.Concentrations the proportion of recirculation in the gas flow divider can be increased.
Zusätzlich zeigt die vierte Ausführungsform eine gesonderte Brennkammer 130, in der zum Beispiel und insbesondere Ersatzbrennstoffe, zum Beispiel Biomasse, verbrannt werden kann. In diesem Fall weist der Calcinator 10 bevorzugt eine (hier nicht gezeigte)In addition, the fourth embodiment shows a separate combustion chamber 130 in which, for example and in particular, alternative fuels, for example biomass, can be burned. In this case, the calciner 10 preferably has a (not shown here)
Hilfsbrennvorrichtung auf, welche vorzugsweise ebenfalls über die Steuervorrichtung 100 geregelt wird. Über die Temperatursensoren 110 können aus Brennwertschwankungen des Ersatzbrennstoffes resultierende Temperaturschwankungen erfasst werden und über die Hilfsbrennvorrichtung entsprechend kompensiert werden.Auxiliary combustion device, which is preferably also controlled by the control device 100. Temperature fluctuations resulting from fluctuations in the calorific value of the substitute fuel can be detected via the temperature sensors 110 and compensated accordingly via the auxiliary combustion device.
Bezugszeichen 10 Calcinator 20 Materialkühler 30 Eduktzuführung 31 erste Teileduktstromleitung 32 erste Teileduktstromleitung 40 Produktstrom 50 Gaszufuhr 60 Abluft 70 Vorwärmer 80 Gasstromteiler 90 Eduktstromteilung 100 Steuervorrichtung thyssenkrupp Industrial Solutions AG 221314P00LU thyssenkrupp AG LU103009 13/13Reference numerals 10 Calciner 20 Material cooler 30 Educt feed 31 First partial duct flow line 32 First partial duct flow line 40 Product flow 50 Gas feed 60 Exhaust air 70 Preheater 80 Gas flow divider 90 Educt flow division 100 Control device thyssenkrupp Industrial Solutions AG 221314P00LU thyssenkrupp AG LU103009 13/13
110 Temperatursensor110 Temperature sensor
120 NO,-Analysator120 NO, analyzer
122 NHz--Analysator122 NHz--Analyzer
130 Brennkammer130 Combustion chamber
Claims (21)
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| LU103009A LU103009B1 (en) | 2022-09-19 | 2022-09-19 | Thermal treatment of mineral material, in particular clays, for the cement industry, in particular for the production of artificial pozzolans |
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| LU103009A LU103009B1 (en) | 2022-09-19 | 2022-09-19 | Thermal treatment of mineral material, in particular clays, for the cement industry, in particular for the production of artificial pozzolans |
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ID=84362045
Family Applications (1)
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|---|---|
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Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2001171A1 (en) * | 1970-01-13 | 1971-10-21 | Lechler Chemie Gmbh | Glass flour additive for hydraulic binders |
| EP0148090A2 (en) * | 1984-01-03 | 1985-07-10 | FIVES-CAIL BABCOCK, Société anonyme | Dry process for cement clinker manufacturing applying precalcining |
| US20120145042A1 (en) * | 2010-12-13 | 2012-06-14 | Flsmidth A/S | Process for the Calcination and Manufacture of Synthetic Pozzolan |
| DE102011014498A1 (en) | 2011-03-18 | 2012-09-20 | Outotec Oyj | Clinker substitute |
| WO2015082075A1 (en) * | 2013-12-04 | 2015-06-11 | Thyssenkrupp Industrial Solutions Ag | Method for producing a pozzolanic or latent-hydraulic cement clinker substitute |
-
2022
- 2022-09-19 LU LU103009A patent/LU103009B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2001171A1 (en) * | 1970-01-13 | 1971-10-21 | Lechler Chemie Gmbh | Glass flour additive for hydraulic binders |
| EP0148090A2 (en) * | 1984-01-03 | 1985-07-10 | FIVES-CAIL BABCOCK, Société anonyme | Dry process for cement clinker manufacturing applying precalcining |
| US20120145042A1 (en) * | 2010-12-13 | 2012-06-14 | Flsmidth A/S | Process for the Calcination and Manufacture of Synthetic Pozzolan |
| US9458059B2 (en) | 2010-12-13 | 2016-10-04 | Flsmidth A/S | Process for the calcination and manufacture of synthetic pozzolan |
| DE102011014498A1 (en) | 2011-03-18 | 2012-09-20 | Outotec Oyj | Clinker substitute |
| WO2015082075A1 (en) * | 2013-12-04 | 2015-06-11 | Thyssenkrupp Industrial Solutions Ag | Method for producing a pozzolanic or latent-hydraulic cement clinker substitute |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FG | Patent granted |
Effective date: 20240319 |