BE1030435B1 - Anlage und ein Verfahren zur Wärmebehandlung von mineralischem Material - Google Patents

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BE1030435B1 BE20225267A BE202205267A BE1030435B1 BE 1030435 B1 BE1030435 B1 BE 1030435B1 BE 20225267 A BE20225267 A BE 20225267A BE 202205267 A BE202205267 A BE 202205267A BE 1030435 B1 BE1030435 B1 BE 1030435B1
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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anlage (10) zur Wärmebehandlung von mineralischem Material aufweisend einen Reaktor (12) mit zumindest einem Gaseinlass (29) zum Einlassen Abgasen, wobei der Reaktor (12) einen Aktivierungsbereich (16) zum Aktivieren des mineralischen Materials und einen Abgasauslass (28) zum Auslassen von Abgasen (30) aus dem Reaktor (12) aufweist, wobei der Abgasauslass (28) mit dem zumindest einen Gaseinlass (29) derart verbunden ist, dass zumindest ein Teil des Abgases (30) dem Reaktor (12) zugeführt wird. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Wärmebehandlung von mineralischem Material mit einem Reaktor (12), wobei das Material in einem Aktivierungsbereich (16) des Reaktors (12) aktiviert und optional in einem Kühlbereich (18) des Reaktors (12) gekühlt wird, wobei das Abgas (30) des Reaktors (12) aus diesem abgeführt wird, wobei zumindest ein Teil des aus dem Reaktor (12) abgeführten Abgases (30) dem Reaktor (12) wieder zugeführt wird.

Description

' BE2022/5267
Anlage und ein Verfahren zur Wärmebehandlung von mineralischem Material
Die Erfindung betrifft eine Anlage und ein Verfahren zur Wärmebehandlung von mineralischem Material mit einem Flugstromreaktor.
Es ist bekannt, dass in der Zement- und Mineralindustrie sehr große Wärmemengen für die Wärmebehandlung des mineralischen Gutes benötigt werden. Ein Teil der
Wärmebehandlung erfolgt dabei oftmals in einem Flugstromreaktor, in dem das zu behandelnde mineralische Gut von einem heißen Gasstrom mitgerissen wird, wobei es während der Verweilzeit im Flugstromreaktor zu einem Wärmeaustausch zwischen dem
Gas und dem mineralischen Gut kommt, sodass das mineralische Gut vorgewärmt, getrocknet, kalziniert und/oder dehydroxilisiert wird. Der erforderliche HeiRgasstrom wird beispielsweise durch die Abgase eines an den Flugstromreaktor angeschlossenen Ofens und/oder durch Verbrennung von Brennstoff im Flugstromreaktor bereitgestellt. Aus der
DE 10 2012 022 179 A1 und der DE 10 2010 008 785 B4 sind außerdem zusätzliche
Brennkammern bekannt, die an den Flugstromreaktor angeschlossen sind und zur
Verbrennung von meist minderwertigen Brennstoffen (Sekundär- bzw. Ersatzbrennstoffe) dienen.
Flugstromreaktoren werden beispielsweise zur Herstellung von Klinkerersatzstoffen, beispielsweise kalzinierte Tone, oder zur Gewinnung von Metallen oder Metalloxiden aus
Erz enthaltenen Materialien eingesetzt. Bei der Aktivierung von Tonen in einem
Flugstromreaktor entstehen Abgase mit einem CO:-Anteil, der bekannter Weise umweltschädlich ist.
Davon ausgehend ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Anlage und ein
Verfahren zur Wärmebehandlung von mineralischem Material mit einem
Flugstromreaktor anzugeben, der eine Reduzierung des COz-Anteils und der
Schadstoffe, wie Stickoxide, in dem Abgas ermöglicht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des unabhängigen Vorrichtungsanspruchs 1 und durch ein Verfahren mit den Merkmalen des
? BE2022/5267 unabhängigen Verfahrensanspruchs 9 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Eine Anlage zur Wärmebehandlung von mineralischem Material umfasst nach einem ersten Aspekt einen Reaktor mit zumindest einem Gaseinlass zum Einlassen von
Abgasen, wobei der Reaktor einen Aktivierungsbereich zum Aktivieren des mineralischen
Materials und einen Abgasauslass zum Auslassen von Abgasen aus dem Reaktor aufweist. Der Abgasauslass ist mit dem zumindest einen Gaseinlass derart verbunden, dass zumindest ein Teil des Abgases dem Reaktor zugeführt wird.
Eine Rückführung zumindest eines Teils des Abgases in den Reaktor bewirkt eine
Anreicherung des Abgases des Reaktors mit CO2, sodass das Abgas einen hohen COz-
Gehalt von vorzugsweise mindestens 75 Vol% aufweist. Ein solch hoher CO2-Gehalt ist vorteilhaft für eine anschließende Behandlung des Abgases beispielsweise zur
Abspaltung oder Speicherung von CO»
Gemäß einer ersten Ausführungsform ist der Reaktor ein Flugstromreaktor und weist einen Vorwärmbereich zum Vorwärmen des Materials, einen Aktivierungsbereich zum
Aktivieren des mineralischen Materials und optional einen Kühlbereich zum Kühlen des
Materials auf. Der Abgasauslass ist vorzugsweise in dem Vorwärmbereich angeordnet, wobei der Abgasauslass mit dem Aktivierungsbereich und/oder dem Kühlbereich des
Flugstromreaktors derart verbunden ist, dass zumindest ein Teil des Abgases dem
Aktivierungsbereich und/oder einem Kühlbereich zugeführt wird. Der
Aktivierungsbereich, der Kühlbereich und/ oder der Vorwärmbereich weisen vorzugsweise jeweils zumindest einen Gaseinlass auf, der insbesondere mit dem
Abgasauslass zur Leitung des Abgases in den Gaseinlass verbunden ist. Der
Aktivierungsbereich, der Kühlbereich und der Vorwärmbereich sind beispielsweise auf dem gleichen Höhenniveau, insbesondere nebeneinander angeordnet. Es ist ebenfalls denkbar, dass der Aktivierungsbereich, der Kühlbereich und/ oder der Vorwärmbereich auf unterschiedlichen Höhenniveaus angeordnet sind. Vorzugsweis ist der
Vorwärmbereich oberhalb des Aktivierungsbereichs und der Aktivierungsbereich oberhalb des Kühlbereichs angeordnet. Der Aktivierungsbereich des Flugstromreaktors weist beispielsweise zumindest teilweise eine Wirbelschicht auf.
) BE2022/5267
Der Aktivierungsbereich weist gemäß einer weiteren Ausführungsform zumindest eine
Brennkammer und/oder einen Heillgaserzeuger auf und der Abgasauslass ist mit der
Brennkammer und/ oder dem Heillgaserzeuger derart verbunden, dass zumindest ein
Teil des Abgases der Brennkammer und/ oder dem HeiBgaserzeuger zugeführt wird.
Der Aktivierungsbereich des Flugstromreaktors weist beispielweise eine Heizeinrichtung, insbesondere einen Heißgaserzeuger zur Erzeugung eines Heißgases auf. Die
Heizeinrichtung ist vorzugsweise zusätzlich zu der Brennkammer und/ oder dem
Brennstoffeinlass angeordnet. Insbesondere ist die Heizeinrichtung derart mit der
Steigleitung des Aktivierungsbereichs verbunden, dass die in der Heizeinrichtung erzeugten HeiRßgase unterhalb der in der Brennkammer erzeugten HeiRgase in die
Steigleitung eingeleitet werden. Vorzugsweise weist die Heizeinrichtung einen
Gaseinlass zum Einlassen von rückgeführtem Abgas auf, der vorzugsweise mit der
Rückführungsleitung verbunden ist.
Nach einer Erkenntnis der Erfinder ist eine Behandlung des Abgases zur Speicherung oder Weiterbehandlung des COz-Anteils in dem Abgas besonders einfach möglich, wenn der COz-Anteil des Abgases, das die Anlage, insbesondere den Flugstromreaktor, verlässt, besonders hoch, insbesondere etwa 70 bis 95 Vol%, vorzugsweise mindestens 75Vol%, beträgt. Ein solcher Anteil an COz in dem Abgas ermöglicht beispielsweise eine einfache Verflüssigung, Abspaltung oder Sequestrierung von CO». Außerdem kann das abgeführte Abgas beispielsweise zur Sodaherstellung, Zuckerherstellung oder zur
Herstellung von gefälltem Kalziumcarbonat verwendet werden.
Die Anlage zur Wärmebehandlung von Materialien umfasst optional eine
Zerkleinerungseinrichtung, wie eine Mühle oder einen Brecher und/oder eine
Trocknungseinrichtung zur Behandlung des Materials vor dem Einlass in den Reaktor.
Der Reaktor, insbesondere der Flugstromreaktor oder der Wirbelschichtreaktor, dient
Insbesondere der Erhitzung, vorzugsweise der Aktivierung des Materials, wobei eine
Aktivierung beispielsweise eine Kalzinierung, Entsäuerung, Dehydroxilisierung und/oder
Decarbonisierung des Materials umfasst.
* BE2022/5267
Ein Flugstromreaktor umfasst beispielsweise einen mehrstufigen Zyklonwärmetauscher mit in Strömungsrichtung des Materials einem Vorwärmbereich, einem
Aktivierungsbereich und optional einem Kühlbereich. Dabei durchströmt beispielsweise ein Kühlgas den Kühlbereich und HeiBgase den Aktivierungsbereich und den
Vorwärmbereich der verschiedenen Zyklone (bezogen auf die Schwerkraftrichtung) von unten nach oben, während das thermisch zu behandelnde Material die Zyklone in
Gegenstromrichtung von oben nach unten durchläuft. Dabei wird vorzugsweise in jedem der Zyklone das Material aus dem Gasstrom separiert und über einen Auslass in eine
Gasstrômung eingebracht, die anschließend dem darunterliegenden Zyklon zugeführt wird. In den untenliegenden Zyklonen des Kühlbereichs kühlt die beispielsweise über einen Verdichter zugeführte Gasströmung das Material, wobei das Gas vorgewärmt wird.
Alternativ kann in den untenliegenden Zyklon des Kühlbereichs das Material durch wenigstens einen Ventilator im Saugzugverfahren gekühlt werden. Das vorgewärmte Gas durchströmt anschließend das Steigrohr des Aktivierungsbereichs, in der die eigentliche thermische Behandlung des aus dem Vorwärmbereich zugeführten Materials erfolgt.
Dabei wird der Gasströmung in dem Aktivierungsbereich zusätzlich über eine
Brennkammer oder einen Brenner ein HeiRgas zugeführt, um die für die Behandlung erforderliche thermische Energie bereitzustellen. Es ist ebenfalls denkbar, dass dem
Steigrohr, insbesondere dem Aktivierungsbereich, ausschließlich oder zusätzlich zu der
Brennkammer oder Brennen ein Brennstoff zugeführt wird. Das den Aktivierungsbereich verlassende Gas wird anschließend in dem Vorwärmbereich zur Vorwärmung des
Materials genutzt.
Beispielsweise umfasst der Vorwärmbereich eine Mehrzahl von Zyklonen, insbesondere ein bis fünf Zyklone, die vorzugsweise nacheinander von dem Material durchströmt werden, wobei das Material vorgewärmt wird. Der sich an dem Vorwärmbereich anschließende Aktivierungsbereich des Flugstromreaktors umfasst beispielsweise ein bis drei, vorzugsweise einen Zyklon und/oder ein Steigrohr und zumindest eine
Brennkammer und/oder einen Brennstoffeinlass und/oder eine Heizeinrichtung, wie einen
Heibgaserzeuger.
Der Aktivierungsbereich weist vorzugsweise ein Steigrohr auf, das sich im Wesentlichen in vertikaler Richtung erstreckt, optional ein oder mehrere Brennstoffeinlässe aufweist, und/ oder mit der Brennkammer und/ oder der Heizeinrichtung derart verbunden ist, dass
> BE2022/5267 in der Brennkammer und/ oder der Heizeinrichtung erzeugte HeiRgase in das Steigrohr eingelassen werden. Beispielsweise weist der Aktivierungsbereich zwei oder mehr
Brennkammern und/ oder Heizeinrichtungen auf, die mit dem Steigrohr verbunden sind.
Insbesondere weist der Aktivierungsbereich eine Heizeinrichtung und eine Brennkammer auf, die beispielsweise derart mit der Steigleitung verbunden sind, dass die jeweils in der
Heizeinrichtung oder der Brennkammer erzeugten Heißgase an unterschiedlichen
Positionen, insbesondere höhenversetzt, in das Steigrohr eingeleitet werden. Die
Heizeinrichtung ist beispielsweise unterhalb der Brennkammer angeordnet. Das in dem
Vorwärmbereich vorgewärmte Material wird vorzugsweise in das Steigrohr des
Aktivierungsbereichs eingeführt und darin im Gleichstrom erhitzt. In Strömungsrichtung des Feststoff-Gasgemisches schließt sich an das Steigrohr zumindest ein Zyklon an, der zur Feststoffabscheidung dient.
Der sich an den Aktivierungsbereich optional anschließende Kühlbereich des
Flugstromreaktors umfasst vorzugsweise eine Mehrzahl von Zyklonen, insbesondere zwei bis vier Zyklone. Der Kühlbereich umfasst beispielsweise einen FlieRbettkühler, einen Wirbelschichtkühler und/ oder einen Plattenkühler.
Der Vorwärmbereich des Flugstromreaktors weist vorzugsweise einen Materialeinlass zum Einlassen von zu behandelndem Material in den Flugstromreaktor auf. Der
Vorwärmbereich weist vorzugsweise einen Abgasauslass zum Auslassen von Abgas des
Flugstromreaktors aus dem Flugstromreaktor auf. Das ausgelassene Abgas wird in eine
Abgasleitung abgeführt. Bei dem Abgas handelt es sich vorzugsweise um Abgas aus dem Vorwärmbereich, dem Aktivierungsbereich und/ oder dem Kühlbereich. Der
Kühlbereich weist vorzugsweise einen Gaseinlass, beispielsweise Kühlgaseinlass auf, der insbesondere am unteren Endbereich des Kühlbereichs angeordnet ist, sowie insbesondere einen Bereich für den Materialeinlass und einen Bereich für den
Materialauslass.
Die Brennkammer dient vorzugsweise der Erzeugung von HeiBgasen, durch die
Verbrennung von Öl, Kohle oder Gas oder Sekundärbrennstoffen, wie Altreifen oder
Hausmüll, und weist vorzugsweise einen Brennstoffeinlass zum Einlassen von Brennstoff in die Brennkammer auf. Die Heizeinrichtung dient vorzugsweise der Erzeugung von
HeiRgasen, wobei das Heilgas vorzugsweise elektrisch oder mittels Verbrennung von
° BE2022/5267
Ol, Kohle oder Gas erzeugt wird. Bei der Heizeinrichtung kann es sich auch um einen
Wärmetauscher zur Erhitzung eines Gasstroms handeln, wobei der Wärmetauscher elektrisch oder mittels einer Brennkammer betrieben wird.
Zumindest ein Teil des aus dem Vorwärmbereich abgeführten Abgases wird dem
Flugstromreaktor, insbesondere der Brennkammer, dem Aktivierungsbereich und/ oder dem Kühlbereich wieder zugeführt. Der Teil des Abgases, der der Brennkammer, dem
Aktivierungsbereich und/oder einem Kühlbereich zugeführt wird, wird auch als rückgeführter Abgasstrom bezeichnet. Vorzugsweise weist die Brennkammer, der
Aktivierungsbereich und/ oder der Kühlbereich jeweils zumindest einen Gaseinlass zum
Einlassen des rückgeführten Abgases auf, wobei der Gaseinlass über eine Leitung mit dem Abgasauslass der Vorwärmzone verbunden ist. Die Leitung zur Zuführung des rückgeführten Abgases in die Brennammer, den Aktivierungsbereich und/ oder den
Kühlbereich verläuft vorzugsweise zumindest teilweise oder vollständig außerhalb des
Flugstromreaktors.
Eine Rückführung zumindest eines Teils des Abgases in den Flugstromreaktor bewirkt eine Anreicherung des Abgases des Flugstromreaktors mit COz, sodass das Abgas einen hohen COz-Gehalt von vorzugsweise mindestens 75 Vol% aufweist. Ein solch hoher CO2-
Gehalt ist vorteilhaft für eine anschließende Behandlung des Abgases beispielsweise zur
Abspaltung oder Speicherung von CO»
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der Reaktor ein Wirbelschichtreaktor und weist einen Aktivierungsbereich zum Aktivieren des mineralischen Materials und optional einen Kühlbereich zum Kühlen des Materials auf. Der Abgasauslass ist mit dem
Aktivierungsbereich und/oder dem Kühlbereich des Wirbelschichtreaktors derart verbunden, dass zumindest ein Teil des Abgases dem Aktivierungsbereich und/oder einem Kühlbereich zugeführt wird. Der Wirbelschichtreaktor weist vorzugsweise einen
Vorwärmbereich auf, der dem Aktivierungsbereich vorgeschaltet ist. Der Vorwärmbereich des Wirbelschichtreaktors entspricht beispielsweise dem mit Bezug auf den
Flugstromreaktor beschriebenen Vorwärmbereich. Der Abgasauslass ist vorzugsweise in dem Aktivierungsbereich oder dem Vorwärmbereich angeordnet.
/ BE2022/5267
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Anlage eine Gasanalyseeinrichtung zur Ermittlung des CO2-Gehalts, des Sauerstoffgehalts und/ oder der Temperatur des
Abgases auf, wobei der Abgasauslass mit der Gasanalyseeinrichtung zur Zuführung des
Abgases verbunden ist.
Die Anlage weist gemäß einer weiteren Ausführungsform eine Gasweiche auf, die der
Gasanalyseeinrichtung nachgeschaltet und derart ausgebildet ist, dass sie das Abgas in einen rückgeführten Abgasstrom und einen abgeführten Abgasstrom teilt, wobei der
Anteil der Abgasströme an dem Abgas einstellbar ist. Die Gasweiche ist vorzugsweise in
Gasströmungsrichtung des Abgases hinter der Gasanalyseeinrichtung angeordnet.
Vorzugsweise schließt sich an die Gasweiche eine Rückführungsleitung an, die zur
Leitung des rückgeführten Abgases angeordnet und insbesondere mit der Brennkammer, dem Aktivierungsbereich und/ oder dem Kühlbereich zur Zuführung des rückgeführten
Abgasstroms verbunden ist. Der abgeführte Abgasstrom wird vorzugsweise aus der
Anlage ausgelassen und nicht wieder in den Reaktor geführt. Insbesondere wird der abgeführte Gasstrom einer Abgasbehandlungseinrichtung, wie beispielsweise einer
Einrichtung zur Verflüssigung, Abspaltung oder Sequestrierung von CO2 oder einem weiteren Prozess, beispielsweise zur Sodaherstellung, Zuckerherstellung oder
Herstellung von gefälltem Kalziumcarbonat zugeführt. Insbesondere ist der Anteil der
Abgasströme an dem Abgas stufenlos, vorzugsweise zwischen 0% und 100%, einstellbar. Eine Aufteilung des Abgases in zumindest zwei Abgasströme bietet den
Vorteil einer gezielten Rückführung eines bestimmten Anteils des Abgases in den
Reaktor.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Anlage eine Steuerungs-/
Regelungseinrichtung auf, die derart ausgebildet ist, dass sie die Anteile der mittels der
Gasweiche geteilten Abgasströme in Abhängigkeit des ermittelten CO2-Gehalts,
Sauerstoffgehalts und/ oder der ermittelten Temperatur des aus dem Vorwärmbereich abgeführten Abgases steuert/ regelt. Die Steuerungs-/ Regelungseinrichtung ist beispielsweise in der Gasweiche angebracht oder mit der Gasweiche verbunden.
Die Steuerungs-/Regelungseinrichtung ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass sie die mittels der Gasanalyseeinrichtung ermittelten Messwerte mit einem vorabbestimmten
Grenzwert oder Wertebereich vergleicht und bei einer Abweichung des mittels der
° BE2022/5267
Gasanalyseeinrichtung ermittelten Messwertes von dem Grenzwert oder dem
Wertebereich, die Anteile der mittels der Gasweiche geteilten Abgasstrôme, vorzugsweise die Menge an rückgeführtem Abgas erhöht oder verringert. Die
Gasanalyseeinrichtung ist vorzugsweise zur Übermittlung der ermittelten Messwerte mit der Steuerungs-/Regelungseinrichtung verbunden.
Beispielsweise ist die Gasanalyseeinrichtung zur Ermittlung der CO2-Konzentration in dem Abgas ausgebildet und mit der Steuerung-/Regelungseinrichtung zur Übermittlung der ermittelten CO2-Konzentration verbunden. Die Steuerungs-/Regelungseinrichtung ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass sie die mittels der Gasanalyseeinrichtung ermittelte CO2-Konzentration mit einem vorabbestimmten CO2-Konzentrationsgrenzwert oder CO2-Konzentrationsbereich vergleicht und bei einer Abweichung des mittels der
Gasanalyseeinrichtung ermittelten CO2-Konzentration von dem CO:-
Konzentrationsgrenzwert oder COz-Konzentrationsbereich, die Menge an rückgeführtem
Abgas nicht verändert, erhöht oder verringert.
Beispielsweise beträgt der CO2-Konzentrationsgrenzwert 60 — 90Vol%, insbesondere 70 bis 80Vol%, vorzugsweise 75Vol% an CO» in dem Abgas. Die Steuerung- /Regelungseinrichtung ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass sie bei einem
Unterschreiten des CO2-Konzentrationsgrenzwerts, die Menge an rückgeführtem Abgas erhöht, sodass das rückgeführte Abgas vorzugsweise 90 — 100% des Abgases beträgt.
Die Steuerung-/Regelungseinrichtung ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass sie bei einem Überschreiten oder Erreichen des CO2-Konzentrationsgrenzwerts, die Menge an rückgeführtem Abgas verringert, sodass das rückgeführte Abgas vorzugsweise 0 — 90% des Abgases beträgt. Vorzugsweise beträgt der Anteil an rückgeführtem Abgas 50-70%, wenn die ermittelte CO2-Konzentration geringer als 80-90Vol%, insbesondere 75Vol% ist.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Anlage eine Quelle für ein sauerstoffreiches Gas auf, wobei diese zur Zuführung des sauerstoffreichen Gases mit dem Aktivierungsbereich, der Brennkammer, und/ oder einem Kühlbereich des Reaktors verbunden ist. Bei dem sauerstoffreichen Gas handelt es sich vorzugsweise um ein Gas mit einem Sauerstoffanteil von etwa 25 bis 100Vol%, insbesondere 60 bis 80Vol%, vorzugsweise 79Vol%. Bei der Quelle handelt es sich beispielsweise um einen Speicher
) BE2022/5267 und/ oder Sauerstoffleitungen. Beispielsweise weist die Rückführungsleitung einen
Einlass für sauerstoffhaltiges Gas auf. Die Zuführung von sauerstoffreichem Gas bietet den Vorteil einer schadstoffarmen Verbrennung. Beispielsweise wird der Anteil an CO: in dem Abgas erhöht, um eine effiziente Anreicherung zu ermöglichen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Steuerungs-/ Regelungseinrichtung derart ausgebildet, dass sie die Menge an sauerstoffreichem Gas, das dem Reaktor zugeführt wird, in Abhängigkeit des ermittelten CO2-Gehalts, Sauerstoffgehalts und/ oder der ermittelten Temperatur des aus dem Vorwärmbereich abgeführten Abgases steuert/ regelt.
Die Steuerungs-/Regelungseinrichtung ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass sie die mittels der Gasanalyseeinrichtung ermittelten Messwerte mit einem vorabbestimmten
Grenzwert oder Wertebereich vergleicht und bei einer Abweichung des mittels der
Gasanalyseeinrichtung ermittelten Messwertes von dem Grenzwert oder dem
Wertebereich, die Menge an sauerstoffreichem Gas zu dem Reaktor erhôht oder verringert.
Beispielsweise ist die Gasanalyseeinrichtung zur Ermittlung des Sauerstoffgehalts in dem
Abgas ausgebildet und mit der Steuerung-/Regelungseinrichtung zur Übermittlung des ermittelten Sauerstoffgehalts verbunden. Die Steuerungs-/Regelungseinrichtung ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass sie den mittels der Gasanalyseeinrichtung ermittelte Sauerstoffgehalt mit einem vorabbestimmten Sauerstoffgrenzwert oder
Sauerstoffgehaltbereich vergleicht und bei einer Abweichung, die Menge an sauerstoffreichem Gas zu dem Reaktor, erhöht oder verringert. Beispielsweise wird die
Menge an Sauerstoff zu dem Reaktor erhôht, wenn der Messwert den vorabbestimmten
Grenzwert unterschreitet.
Beispielsweise ist die Gasanalyseeinrichtung zur Ermittlung der Temperatur in dem
Abgas ausgebildet und mit der Steuerung-/Regelungseinrichtung zur Übermittlung der ermittelten Temperatur verbunden. Die Steuerungs-/Regelungseinrichtung ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass sie die mittels der Gasanalyseeinrichtung ermittelte Temperatur mit einem vorabbestimmten Temperaturgrenzwert oder
Temperaturbereich vergleicht und bei einer Abweichung, die Menge an sauerstoffreichem Gas zu dem Reaktor, erhöht oder verringert. Beispielsweise wird die
Menge an Brennstoff zu dem Reaktor erhöht, wenn der Temperaturmesswert den vorabbestimmten Grenzwert unterschreitet.
Beispielsweise ist der Aktivierungsbereich des Flugstromreaktors zumindest teilweise als
Wirbelschichtreaktor ausgebildet. Vorzugsweise ist der Aktivierungsbereich vollständig als Wirbelschichtreaktor ausgebildet. Insbesondere weist der Flugstromreaktor keinen
Kühlbereich auf, sodass der Aktivierungsbereich insbesondere einen Materialauslass zum Auslassen von Material aus dem Flugstromreaktor aufweist. Vorzugsweise weist die
Anlage einen zu dem Flugstromreaktor separaten Kühler auf, der beispielsweise als
Flugstromkühler, Wirbelschichtkühler, Trommelkühler, Plattenkühler, Schneckenkühler oder eine Kombination daraus ausgebildet ist.
Die Erfindung umfasst auch ein Verfahren zur Wärmebehandlung von mineralischem
Material mit einem Reaktor, wobei das Material in einem Aktivierungsbereich des
Reaktors aktiviert und optional in einem Kühlbereich des Reaktors gekühlt wird, wobei das Abgas des Reaktors aus diesem abgeführt wird. Zumindest ein Teil des aus dem
Reaktor abgeführten Abgases wird dem Reaktor wieder zugeführt.
Die mit Bezug auf die Anlage zur Wärmebehandlung von mineralischem Material beschriebenen Vorteile und Ausgestaltungen treffen in verfahrensgemäRer
Entsprechung ebenfalls auf das Verfahren zu Wärmebehandlung zu.
Der Reaktor ist gemäß einer Ausführungsform ein Flugstromreaktor und das Material wird in einem Vorwärmbereich des Flugstromreaktors vorgewärmt, in einem
Aktivierungsbereich des Flugstromreaktors aktiviert und optional in einem Kühlbereich des Flugstromreaktors gekühlt. Das Abgas des Flugstromreaktors wird aus dem
Vorwärmbereich abgeführt und zumindest ein Teil des aus dem Vorwärmbereich abgeführten Abgases wird dem Aktivierungsbereich und/oder dem Kühlbereich des
Flugstromreaktors zugeführt.
Der Aktivierungsbereich weist gemäß einer Ausführungsform zumindest eine
Brennkammer und/ oder einen Heillgaserzeuger auf, wobei zumindest ein Teil des aus dem Vorwärmbereich abgeführten Abgases der Brennkammer und/ oder dem
HeiRgaserzeuger zugeführt wird.
Der Reaktor ist gemäß einer weiteren Ausführungsform ein Wirbelschichtreaktor und das
Material wird in einem Aktivierungsbereich des Wirbelschichtreaktors aktiviert und optional in einem Kühlbereich des Wirbelschichtreaktors gekühlt, wobei das Abgas des
Wirbelschichtreaktors aus dem Wirbelschichtreaktor abgeführt wird und wobei zumindest ein Teil des abgeführten Abgases dem Aktivierungsbereich und/oder dem Kühlbereich des Wirbelschichtreaktors zugeführt wird.
Gemäß einer Ausführungsform wird der CO2-Gehalt, der Sauerstoffgehalt und/ oder die
Temperatur des aus dem Vorwärmbereich abgeführten Abgases ermittelt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird im Anschluss an die Ermittlung des CO2-
Gehalts, Sauerstoffgehalts und/ oder der Temperatur das Abgas in einen rückgeführten
Abgasstrom und einen abgeführten Abgasstrom aufgeteilt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform werden die Anteile des rückgeführten
Abgasstroms und des abgeführten Abgasstroms an dem Abgas in Abhängigkeit des ermittelten CO2-Gehalts, Sauerstoffgehalts und/ oder der ermittelten Temperatur des aus dem Vorwärmbereich abgeführten Abgases eingestellt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird dem Aktivierungsbereich, der mindestens einen Brennkammer und/oder dem Heißgaserzeuger und/ oder einem Kühlbereich des
Reaktors ein sauerstoffreiches Gas zugeführt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird die Menge an sauerstoffreichem Gas, das dem Reaktor zugeführt wird, in Abhängigkeit des ermittelten CO2-Gehalts,
Sauerstoffgehalts und/ oder der ermittelten Temperatur des aus dem Vorwärmbereich abgeführten Abgases gesteuert/ geregelt.
Beschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung ist nachfolgend anhand mehrerer Ausführungsbeispiele mit Bezug auf die beiliegenden Figuren näher erläutert.
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Anlage zur Wärmebehandlung mit einem Flugstromreaktor gemäß einem Ausführungsbeispiel.
Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung einer Anlage zur Wärmebehandlung mit einem Flugstromreaktor gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel.
Fig. 1 zeigt eine Anlage 10 zur Wärmebehandlung von mineralischem Material. Bei dem
Material handelt es sich beispielsweise um mineralische Materialien, Kalkstein, Dolomit,
Magnesit, Tone oder um Erz enthaltende Materialien. Die Anlage und das entsprechende
Verfahren zur Wärmebehandlung dienen vorzugsweise der Herstellung eines
Klinkerersatzstoffes oder der Gewinnung von Metallen oder Metalloxiden. Das zu behandelnde Material ist vorzugsweise zerkleinert, insbesondere mittels einer
Mahlanlage gemahlen.
Die Figuren 1 und 2 zeigen beispielhaft einen als Flugstromreaktor ausgebildeten
Reaktor 12. Es ist ebenfalls denkbar, den Reaktor als Wirbelschichtreaktor auszubilden, wobei die nachfolgende Beschreibung ebenfalls auf einen als Wirbelschichtreaktor ausgebildeten Reaktor im Wesentlichen zutrifft, sodass lediglich der Flugstromreaktor 12 oder nur der Aktivierungsbereich 16 des Flugstromreaktors durch einen
Wirbelschichtreaktor ersetzt wird.
Die Anlage 10 umfasst einen Flugstromreaktor 12, der in Fig. 1 schematisch als Zylinder dargestellt ist, wobei Material am oberen Ende in den Flugstromreaktor 12 eingeführt und an seinem unteren Ende aus dem Flugstromreaktor 12 ausgelassen wird. Der
Flugstromreaktor 12 wird im Gegenstrom zu dem Material mit einem HeiBgas durchströmt. In Strömungsrichtung des Materials weist der Flugstromreaktor 12 vorzugsweise einen Vorwärmbereich 14 zum Vorwärmen des Materials und einen
Aktivierungsbereich 16 zur Aktivierung des Materials auf. Optional weist der
Flugstromreaktor 12 zusätzlich einen Kühlbereich 18 auf. In dem Vorwärmbereich 14 wird das Material vorzugsweise auf eine Temperatur von 300°C bis 800°C vorgewärmt. In dem Aktivierungsbereich 16 wird das vorgewärmte Material vorzugsweise auf eine
Temperatur von 500°C bis 1100°C erhitzt, wobei insbesondere eine Dekarbonisierung,
Dehydroxilierung, Kalzinierung und/ oder Entsäuerung des Materials erfolgt. In dem
Kühlbereich wird das Material vorzugsweise auf eine Temperatur von 200°C bis 50°C abgekühlt.
Der Flugstromreaktor 12 ist in Fig. 1 der Einfachheit halber lediglich schematisch dargestellt. Vorzugsweise umfasst der Flugstromreaktor 12 eine Mehrzahl von, insbesondere vertikal zueinander oder nebeneinander angeordneten, Zyklonen,
Insbesondere Zyklonstufen. Die Zyklone dienen der Abscheidung von Feststoffen aus einem Gasstrom und sind miteinander über Gasleitungen verbunden. Beispielsweise umfasst der Vorwärmbereich 14 eine Mehrzahl von Zyklonen, insbesondere 1 bis 5
Zyklone, die vorzugsweise nacheinander von dem Material durchströmt werden, wobei das Material vorgewärmt wird. Der Aktivierungsbereich 16 des Flugstromreaktors 12 umfasst beispielsweise 1 bis 3, vorzugsweise 1 Zyklon und/oder ein Steigrohr und zumindest eine Brennkammer 20 und/oder eine Heizeinrichtung 22, wie beispielsweise einen Heißgaserzeuger.
Die Brennkammer 20 weist vorzugsweise einen Brennstoffeinlass zum Einlassen von
Brennstoff 50 in die Brennkammer 20 auf. Bei dem Brennstoff 50 kann es sich beispielsweise um Sekundärbrennstoffe, wie Altreifen oder Hausmüll handeln. Die
Heizeinrichtung 22 ist beispielsweise ein Heißgaserzeuger, wobei das Heißgas vorzugsweise elektrisch oder mittels Verbrennung von Öl, Kohle oder Gas oder
Sekundärbrennstoffen, wie Altreifen oder Hausmüll, erzeugt wird. Bei der Heizeinrichtung kann es sich auch um einen Wärmetauscher zur Erhitzung eines Gasstroms handeln, wobei der Wärmetauscher elektrisch oder mittels einer Brennkammer betrieben wird.
Vorzugsweise wird der Strom eines elektrisch betriebenen Wärmetauschers bis zu 40 bis 100%, vorzugsweise 60 bis 80% aus regenerativen Energiequellen gewonnen.
Der Aktivierungsbereich 16 weist vorzugsweise ein Steigrohr auf, dass sich im
Wesentlichen in Vertikaler Richtung erstreckt. Die Brennkammer 20 und/ oder die
Heizeinrichtung 22 ist vorzugsweise mit dem Steigrohr derart verbunden, dass in der
Brennkammer 20 und/ oder der Heizeinrichtung 22 erzeugte HeiBgas in das Steigrohr eingelassen wird. Es ist ebenfalls denkbar, dass zwei oder mehr Brennkammern 20 und/
oder Heizeinrichtungen 22 vorgesehen sind, die mit dem Steigrohr verbunden sind.
Beispielsweise weist der Aktivierungsbereich 16 eine Heizeinrichtung 22 und eine
Brennkammer 20 auf, die beispielsweise derart mit der Steigleitung verbunden sind, dass die jeweils in der Heizeinrichtung 22 oder der Brennkammer 20 erzeugten Heißgase an unterschiedlichen Positionen, insbesondere höhenversetzt, in das Steigrohr eingeleitet werden. Das in dem Vorwärmbereich 14 vorgewärmte Material wird vorzugsweise in das
Steigrohr des Aktivierungsbereichs 16 eingeführt und darin im Gleichstrom erhitzt. In
Strömungsrichtung des Feststoff-Gasgemisches schließt sich an das Steigrohr zumindest ein Zyklon an, der zur Feststoffabscheidung dient. Das erhitze Material wird anschließend vorzugsweise dem Kühlbereich 18 zugeführt.
Der Kühlbereich 18 des Flugstromreaktors 12 umfasst vorzugsweise eine Mehrzahl von
Zyklonen, insbesondere 1 bis4, vorzugsweise 2 bis 3 Zyklone. Der Kühlbereich 18 weist vorzugsweise einen Kühlgaseinlass 24 auf, der insbesondere am unteren Endbereich des Kühlbereichs angeordnet ist.
Der Vorwärmbereich 14 des Flugstromreaktors 12 weist vorzugsweise einen
Materialeinlass 26 zum Einlassen von zu behandelndem Material in den Flugstromreaktor 12 auf. Des Weiteren weist der Vorwärmbereich 14 vorzugsweise einen Abgasauslass 28 zum Auslassen von Abgas 30 aus dem Flugstromreaktor 12 auf. Bei dem Abgas 30 handelt es sich vorzugsweise um Abgas aus dem Vorwärmbereich 14, dem
Aktivierungsbereich 16 und/ oder dem Kühlbereich 18. Die Anlage 10 umfasst eine
Gasanalyseeinrichtung 32, die vorzugsweise derart ausgebildet ist, dass sie den
Sauerstoffgehalt, den CO2-Gehalt und/ oder die Temperatur des Abgases 30 ermittelt.
Der Abgasauslass 28 ist vorzugsweise über Leitungen mit der Gasanalyseeinrichtung 32 verbunden.
In Strömungsrichtung des Abgases 30 schließt sich an die Gasanalyseeinrichtung 32 vorzugsweise eine Gasweiche 34 an, die derart ausgebildet ist, dass sie das Abgas 30 in mindestens zwei Abgasströme 36, 38 teilt, wobei ein Teil des Abgases 30 das rückgeführte Abgas 36 und ein Teil des Abgases 30 das abgeführte Abgas 38 ausbildet.
Der rückgeführte Abgasstrom 36 des Abgases 30 wird vorzugsweise in den Kühlbereich 18 des Flugstromreaktors 12, die Brennkammer 20, die Heizeinrichtung 22 und oder den
Aktivierungsbereich 16 des Flugstromreaktors 12 geleitet.
Die Brennkammer 20, die Heizeinrichtung 22, der Kühlbereich 18 und/ oder der
Aktivierungsbereich 16 des Flugstromreaktors 12, weisen jeweils einen Gaseinlass 29 zum Einlassen von rückgeführtem Abgas 36 auf.
Der Gaseinlass 29 ist vorzugsweise in dem Kühlbereich 18 oder in dem unteren Ende des Aktivierungsbereichs 16 angeordnet. Optional ist ein Gaseinlass 29 in dem oberen
Bereich des Aktivierungsbereichs 16 angeordnet, beispielsweise zusätzlich zu dem
Gaseinlass 29 in dem Kühlbereich 18 und/ oder dem unteren Bereich des
Aktivierungsbereichs 16. Der Abgasauslass 28, insbesondere die Gasweiche 34, ist mit den jeweiligen Gaseinlässen 29 zur Rückführung des Abgases 36 in den
Flugstromreaktor 12 verbunden.
Die Menge des rückgeführten Abgases 36 ist vorzugsweise mittels der Gasweiche 34 einstellbar. Beispielsweise weist die Anlage 10, insbesondere die Gasweiche 34, eine
Steuerungs-/ Regelungseinrichtung auf, die dazu ausgebildet ist, die Menge des rückgeführten Abgases 36 in Abhängigkeit des mittels der Gasanalyseeinrichtung 32 ermittelten zumindest einem Messwert zu steuern/ regeln. Die Gasanalyseeinrichtung 32 ist vorzugsweise zur Übermittlung der ermittelten Messwerte mit der Steuerungs- /Regelungseinrichtung der Gasweiche 34 verbunden. Die Gasweiche 34, insbesondere die Steuerungs-/Regelungseinrichtung ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass sie die mittels der Gasanalyseeinrichtung 32 ermittelten Messwerte mit einem vorabbestimmten
Grenzwert oder Wertebereich vergleicht und bei einer Abweichung des mittels der
Gasanalyseeinrichtung 32 ermittelten Messwertes von dem Grenzwert oder dem
Wertebereich, die Menge an rückgeführtem Abgas 36 erhöht oder verringert.
Beispielsweise ist die Gasanalyseeinrichtung 32 zur Ermittlung der CO2-Konzentration in dem Abgas 30 ausgebildet und mit der Gasweiche 34, insbesondere der Steuerung- /Regelungseinrichtung zur Übermittlung der ermittelten CO2-Konzentration verbunden.
Die Gasweiche 34, insbesondere die Steuerungs-/Regelungseinrichtung ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass sie die mittels der Gasanalyseeinrichtung 32 ermittelte CO2-Konzentration mit einem vorabbestimmten CO2-Konzentrationsgrenzwert oder CO2-Konzentrationsbereich vergleicht und bei einer Abweichung des mittels der
Gasanalyseeinrichtung 32 ermittelten CO2-Konzentration von dem CO--
Konzentrationsgrenzwert oder CO2-Konzentrationsbereich, die Menge an rückgeführtem
Abgas 36 erhöht oder verringert.
Beispielsweise beträgt der CO2-Konzentrationsgrenzwert 60 — 90Vol%, insbesondere 70 bis 80Vol%, vorzugsweise 75Vol% an CO: in dem Abgas 30. Die Gasweiche 34 ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass sie bei einem Unterschreiten des CO:-
Konzentrationsgrenzwerts, die Menge an rückgeführtem Abgas 36 erhöht, sodass das rückgeführte Abgas 36 vorzugsweise 60 — 100% des Abgases 30 beträgt und in den
Kühlbereich 18 in den Gaseinlass 29 eingeleitet wird. Die Gasweiche 34 ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass sie bei einem Überschreiten oder Erreichen des CO»-
Konzentrationsgrenzwerts, die Menge an rückgeführtem Abgas 36 verringert, sodass das rückgeführte Abgas 36 vorzugsweise 0 — 55% des Abgases 30 beträgt und in den
Kühlbereich 18 durch den Gaseinlass 29 des Flugstromreaktors 12 geleitet wird.
Das abgeführte Abgas 38 wird vorzugsweise aus der Anlage 10 abgeführt. Die Anlage 10 weist optional eine Abgasbehandlungseinrichtung 40 auf. Bei der
Abgasbehandlungseinrichtung 40 handelt es sich beispielsweise um eine Einrichtung zur
Verflüssigung, Abspaltung oder Sequestrierung von CO». Optional umfasst die Anlage 10 einen Speicher 42 zu Speicherung von in der Abgasbehandlungseinrichtung 40 abgespaltenem CO:. Es ist ebenfalls denkbar, das abgeführte Abgas 38 und/ oder das in der Abgasbehandlungseinrichtung 40 behandelte Abgas einem weiteren Prozess, beispielsweise zur Sodaherstellung, Zuckerherstellung oder zur Herstellung von gefälltem Kalziumcarbonat zuzuführen.
Die Anlage 10 weist vorzugsweise zumindest eine oder eine Mehrzahl von Einlässen zum
Einlassen von sauerstoffreichem Gas 44 auf. Bei dem sauerstoffreichen Gas handelt es sich vorzugsweise um ein Gas mit einem Sauerstoffanteil von 25 — 100Vol%.
Beispielsweise weist der Aktivierungsbereich 16, die Brennkammer 20, der Kühlbereich 18 und/ oder die Heizeinrichtung 22 jeweils zumindest einen Einlass zum Einlassen von sauerstoffreichem Gas 44 in jeweils den Aktivierungsbereich 16, die Brennkammer 20, der Kühlbereich 18 und/ oder die Heizeinrichtung 22 auf. Die Leitung zur Rückführung des rügeführten Abgases 36 weist optional einen Einlass zum Einlassen von sauerstoffreichem Gas 44 auf.
Die Menge an sauerstoffreichem Gas 44, das dem Flugstromreaktor 12 zugeführt wird, ist vorzugsweise in Abhängigkeit der mittels der Gasanalyseeinrichtung 32 ermittelten
Messwerte einstellbar.
Beispielsweise ist die Gasanalyseeinrichtung 32 zur Ermittlung der CO2-Konzentration, der Temperatur und/ oder des Sauerstoffgehalts in dem Abgas 30 ausgebildet und mit der Steuerung-/Regelungseinrichtung zur Übermittlung der ermittelten Messwerte verbunden. Die Steuerungs-/Regelungseinrichtung ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass sie die mittels der Gasanalyseeinrichtung 32 ermittelte CO2-Konzentration,
Temperatur und/ oder Sauerstoffgehalt mit einem vorabbestimmten Grenzwert oder
Grenzbereich vergleicht und bei einer Abweichung die Menge an sauerstoffreichem Gas 44, das dem Flugstromreaktor 12 zugeführt wird erhöht oder verringert.
Optional weist die Anlage 10 eine Zerkleinerungseinrichtung 46 und eine
Trocknungseinrichtung 48 auf, die dem Flugstromreaktor 12 vorgeschaltet sind.
Der Flugstromreaktor 12 weist des Weiteren einen Materialauslass 27 auf, der beispielsweise am unteren Endbereich des Kühlbereichs 18 angeordnet ist.
Das Ausführungsbeispiel der Fig. 2 entspricht im Wesentlichen dem der Fig. 1, wobei der
Flugstromreaktor 12 im Unterschied zu der Fig. 1 keinen Kühlbereich aufweist. Die
Anlage 10 der Fig. 2 umfasst einen separat zu dem Flugstromreaktor 12 angeordneten
Kühler 52 und optional eine sich daran anschließende Zerkleinerungseinrichtung 54. Der
Kühler 52 ist stromabwärts des Materialauslasses 27 angeordnet, sodass das in dem
Flugstromreaktor 12 thermisch behandelte Material dem Kühler 52 zugeführt wird.
Vorzugsweise handelt es sich bei dem Kühler 52 um einen Flugstromkühler,
Wirbelschichtkühler, Trommelkühler, Plattenkühler, Schneckenkühler oder eine
Kombination daraus.
Der untere Bereich des Aktivierungsbereichs 16 des Flugstromreaktors 12 der Fig. 2 ist optional als Wirbelschichtreaktor 56 ausgebildet.
Bezugszeichenliste 10 Anlage zur Wärmebehandlung 12 Flugstromreaktor 14 Vorwärmbereich 16 Aktivierungsbereich 18 Kühlbereich 20 Brennkammer 22 Heizeinrichtung / HeiRgaserzeuger 24 Kühlgaseinlass 26 Materialeinlass 27 Materialauslass 28 Abgasauslass 29 Gaseinlass 30 Abgas 32 Gasanalyseeinrichtung 34 Gasweiche 36 rückgeführtes Abgas 38 abgeführtes Abgas 140 Abgasbehandlungseinrichtung 42 Speicher 44 sauerstoffreiches Gas 46 Zerkleinerungseinrichtung 48 Trocknungseinrichtung
Brennstoff 52 Kühler 54 Zerkleinerungseinrichtung 56 Wirbelschichtreaktor

Claims (18)

Patentansprüche
1. Anlage (10) zur Wärmebehandlung von mineralischem Material aufweisend einen Reaktor (12) mit zumindest einem Gaseinlass (29) zum Einlassen von Abgasen, wobei der Reaktor (12) einen Aktivierungsbereich (16) zum Aktivieren des mineralischen Materials und einen Abgasauslass (28) zum Auslassen von Abgasen (30) aus dem Reaktor (12) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Abgasauslass (28) mit dem zumindest einen Gaseinlass (29) derart verbunden ist, dass zumindest ein Teil des Abgases (30) dem Reaktor (12) zugeführt wird.
2. Anlage nach Anspruch 1, wobei der Reaktor (12) ein Flugstromreaktor ist und einen Vorwärmbereich (14) zum Vorwärmen des Materials, einen Aktivierungsbereich (16) zum Aktivieren des mineralischen Materials und optional einen Kühlbereich (18) zum Kühlen des Materials aufweist und wobei der Abgasauslass (28) in dem Vorwärmbereich (14) angeordnet ist und wobei der Abgasauslass (28) mit dem Aktivierungsbereich (16), und/oder dem Kühlbereich (18) des Flugstromreaktors (12) derart verbunden ist, dass zumindest ein Teil des Abgases (30) dem Aktivierungsbereich (16) und/oder einem Kühlbereich (18) zugeführt wird.
3. Anlage nach Anspruch 2, wobei der Aktivierungsbereich (16) zumindest eine Brennkammer (20) und/oder einen HeiBgaserzeuger (22) aufweist und der Abgasauslass (28) mit der Brennkammer (20) und/ oder dem Heißgaserzeuger (22) derart verbunden ist, dass zumindest ein Teil des Abgases (30) der Brennkammer (20) und/ oder dem Heißgaserzeuger (22) zugeführt wird.
4. Anlage nach Anspruch 1, wobei der Reaktor (12) ein Wirbelschichtreaktor ist und einen Aktivierungsbereich (16) zum Aktivieren des mineralischen Materials und optional einen Kühlbereich (18) zum Kühlen des Materials aufweist und wobei der Abgasauslass (28) mit dem Aktivierungsbereich (16), und/oder dem Kühlbereich (18) des Wirbelschichtreaktors (12) derart verbunden ist, dass zumindest ein Teil des Abgases (30) dem Aktivierungsbereich (16) und/oder einem Kühlbereich (18) zugeführt wird.
5. Anlage (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Anlage (10) eine Gasanalyseeinrichtung (32) zur Ermittlung des COz-Gehalts, des Sauerstoffgehalts und/ oder der Temperatur des Abgases (30) aufweist und wobei der Abgasauslass (28) mit der Gasanalyseeinrichtung (32) zur Zuführung des Abgases (30) verbunden ist.
6. Anlage (10) nach Anspruch 5, wobei die Anlage (10) eine Gasweiche (34) aufweist, die der Gasanalyseeinrichtung (32) nachgeschaltet und derart ausgebildet ist, dass sie das Abgas (30) in einen rückgeführten Abgasstrom (36) und einen abgeführten Abgasstrom (38) teilt, wobei der Anteil der Abgasströme (36, 38) an dem Abgas (30) einstellbar ist.
7. Anlage (10) nach Anspruch 6, wobei die Anlage (10) eine Steuerungs-/ Regelungseinrichtung aufweist, die derart ausgebildet ist, dass sie die Anteile des mittels der Gasweiche (34) geteilten Abgasströme (36, 38) in Abhängigkeit des ermittelten CO2-Gehalts, Sauerstoffgehalts und/ oder der ermittelten Temperatur des aus dem Vorwärmbereich (14) abgeführten Abgases (30) steuert/ regelt.
8. Anlage (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Anlage (10) eine Quelle für ein sauerstoffreiches Gas (44) aufweist und wobei diese zur Zuführung des sauerstoffreichen Gases (44) mit dem Aktivierungsbereich (16), der Brennkammer (20), dem Heißgaserzeuger (22) und/ oder einem Kühlbereich (18) des Reaktors (12) verbunden ist.
9. Anlage (10) nach Anspruch 7, wobei die Steuerungs-/ Regelungseinrichtung derart ausgebildet ist, dass sie die Menge an sauerstoffreichem Gas (44), und/oder die Sauerstoffkonzentration im sauerstoffreichem Gas (44) das dem Reaktor (12) zugeführt wird, in Abhängigkeit des ermittelten CO2-Gehalts, Sauerstoffgehalts und/ oder der ermittelten Temperatur des aus dem Vorwärmbereich (14) abgeführten Abgases (30) steuert/ regelt.
10. Verfahren zur Wärmebehandlung von mineralischem Material mit einem Reaktor (12), wobei das Material in einem Aktivierungsbereich (16) des Reaktors (12) aktiviert und optional in einem Kühlbereich (18) des Reaktors (12) gekühlt wird, wobei das Abgas (30) des Reaktors (12) aus diesem abgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil des aus dem Reaktor (12) abgeführten Abgases (30) dem Reaktor (12) wieder zugeführt wird.
11. Verfahren nach Anspruch 10, wobei der Reaktor (12) ein Flugstromreaktor ist und das Material in einem Vorwärmbereich (14) des Flugstromreaktors (12) vorgewärmt in einem Aktivierungsbereich (16) des Flugstromreaktors (12) aktiviert und optional in einem Kühlbereich (18) des Flugstromreaktors (12) gekühlt wird, wobei das Abgas (30) des Flugstromreaktors (12) aus dem Vorwärmbereich (14) abgeführt wird und wobei zumindest ein Teil des aus dem Vorwärmbereich (14) abgeführten Abgases (30) dem Aktivierungsbereich (16) und/oder dem Kühlbereich (18) des Flugstromreaktors (12) zugeführt wird.
12. Verfahren nach Anspruch 11, wobei der Aktivierungsbereich (16) zumindest eine Brennkammer (20) oder einen Heißgaserzeuger (22) aufweist und wobei zumindest ein Teil des aus dem Vorwärmbereich (14) abgeführten Abgases (30) der Brennkammer (20) und/ oder dem Heißgaserzeuger (22) zugeführt wird.
13. Verfahren nach Anspruch 10, wobei der Reaktor (12) ein Wirbelschichtreaktor ist und das Material in einem Aktivierungsbereich (16) des Wirbelschichtreaktors aktiviert und optional in einem Kühlbereich (18) des Wirbelschichtreaktors gekühlt wird, wobei das Abgas (30) des Wirbelschichtreaktors aus dem Wirbelschichtreaktor abgeführt wird und wobei zumindest ein Teil des abgeführten Abgases (30) dem Aktivierungsbereich (16) und/oder dem Kühlbereich (18) des Wirbelschichtreaktors zugeführt wird.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13, wobei der CO2-Gehalt, der Sauerstoffgehalt und/ oder die Temperatur des aus dem Reaktor (12) abgeführten Abgases (30) ermittelt wird.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 14, wobei im Anschluss an die Ermittlung des CO2-Gehalts, Sauerstoffgehalts und/ oder der Temperatur das Abgas (30) in einen rückgeführten Abgasstrom (36) und einen abgeführten Abgasstrom (38) geteilt wird.
16. Verfahren nach Anspruch 15, wobei die Anteile der abgeteilten Abgasströme (36, 38) an dem Abgas (30) in Abhängigkeit des ermittelten COz-Gehalts, Sauerstoffgehalts und/ oder der ermittelten Temperatur des aus dem Reaktor (12) abgeführten Abgases (30) eingestellt wird.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 16, wobei dem Aktivierungsbereich (16), der zumindest einen Brennkammer (20), dem HeiBgaserzeuger (22) und/ oder einem Kühlbereich (18) des Flugstromreaktors oder dem Wirbelschichtreaktor ein sauerstoffreiches Gas (44) zugeführt wird.
18. Verfahren nach Anspruch 17, wobei die Menge an sauerstoffreichem Gas (44), das dem Reaktor (12) zugeführt wird, in Abhängigkeit des ermittelten CO2- Gehalts, Sauerstoffgehalts und/ oder der ermittelten Temperatur des aus dem Reaktor (12) abgeführten Abgases (30) gesteuert/ geregelt wird.
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