CN117377643A - 用于生产水泥熟料的方法和装置 - Google Patents

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CN117377643A CN202280036984.1A CN202280036984A CN117377643A CN 117377643 A CN117377643 A CN 117377643A CN 202280036984 A CN202280036984 A CN 202280036984A CN 117377643 A CN117377643 A CN 117377643A
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Abstract

本发明涉及一种用于生产水泥熟料(50)的方法，其包括以下步骤：在预热器(12)中预热原材料(20)，在煅烧炉(14)中煅烧预热的原材料(26)，在窑炉(16)中燃烧预热和预煅烧的生料(32)以形成水泥熟料(38)，其中，向窑炉(16)供给具有大于按体积计20％、特别是大于按体积计40％、优选大于按体积计60％的氧含量的燃烧气体(42)，和在冷却器(18)中冷却水泥熟料(38)，其中，冷却器(18)在水泥熟料(38)的传送方向上具有第一冷却区域(18a)和第二冷却区域(18b)，并且其中，来自第一冷却区域(18a)的排气形成燃烧气体(42)，其中，来自第二冷却区域(18b)的废气(24)供给到煅烧炉(14)并且具有至多按体积计15％、特别是至多按体积计10％、优选至多按体积计5％的氧含量。

Description

用于生产水泥熟料的方法和装置
技术领域
本发明涉及一种用于生产水泥熟料的方法。
背景技术
从现有技术已知将用于燃烧燃料的含氧气体引入水泥生产设备的回转窑炉或煅烧炉中。为了减少废气的量并且为了能够省去复杂的清洁过程，例如从DE 10 2018 206673A1已知使用尽可能富氧的燃烧气体，使得废气中的CO2含量高。DE 10 2018 206 673A1公开了将富氧气体引入冷却入口区域以预热气体并冷却熟料。
DE 198 44 038A1公开了一种用于生产白色水泥的方法。
在这样的操作模式中，例如在煅烧炉中例如出现非常高的温度和气体的高固体负载。这导致煅烧炉中的材料沉积，从而在最坏的情况下导致煅烧炉内壁的堵塞和损坏。
发明内容
由此出发，本发明的目的是提供一种用于生产水泥熟料的方法和设备，其克服了上述缺点，并且同时能够以简单的方式从废气中分离CO2。
根据本发明，该目的通过具有独立方法权利要求1的特征的方法和具有独立设备权利要求11的特征的水泥生产设备来实现。有利的发展将从从属权利要求中变得明显。
根据第一方面，一种用于生产水泥熟料的方法，包括以下步骤：
在预热器中预热生料，
在煅烧炉中煅烧预热的生料，
在窑炉中燃烧预热和预煅烧的生料以形成水泥熟料，其中，向窑炉供给具有大于按体积计50％、特别是大于按体积计80％、优选大于按体积计95％的氧含量的燃烧气体，和
在冷却器中冷却水泥熟料，其中，冷却器在水泥熟料的传送方向上具有第一冷却区域和第二冷却区域，并且其中，来自第一冷却区域的排气形成供给至窑炉的燃烧气体。
来自第二冷却区域的废气供给到煅烧炉并且具有至多按体积计15％、特别是至多按体积计10％、优选至多按体积计5％的氧含量。来自第二冷却区域的废气优选具有大于按体积计75％的CO2含量。优选地，将来自第二冷却区域的废气完全或部分地供给到煅烧炉，供给到煅烧炉的废气量优选是可调的。
供给到第二冷却区域的流体具有至少按体积计60％、特别是至少按体积计80％、优选至少按体积计90％的惰性部分。流体的惰性部分由水、二氧化碳或水和二氧化碳组成。供给到第二冷却区域的流体可以包括另外的成分。例如，为了确保完全燃烧，通常残余氧含量为按体积计1％至5％。此外，例如，氩气可以作为另外的惰性气体存在。此外，氮气也可以作为另外的惰性气体存在。氮氧化物和/或硫氧化物特别是也可以存在，优选仅以微量存在。
与在这点处供给空气或氮气的现有技术相比，使用具有水和/或二氧化碳作为惰性部分的流体确保这种气体增加了原材料的承载能力，而不会将任何将在随后的分离中造成破坏的额外气体引入系统中。如果目的是在最后分离出二氧化碳，预热器废气越纯净，特别是氮气含量越少，这就越容易。避免氮气作为该方法的承载气体，从而使CO2在整个方法中更容易分离。
来自第二冷却区域的废气优选用作煅烧炉中的承载气体，并且确保煅烧炉和/或预热器内的气体量增加。这防止了煅烧炉过热，并切减少了煅烧炉气体中的固体负载，使得避免了煅烧炉内的材料沉积。
供给到窑炉的燃烧气体具有例如大于按体积计50％、特别是大于按体积及80％、优选大于按体积计95％的氧含量。燃烧气体例如完全由纯氧组成，其中燃烧气体的氧含量为按体积计100％。
氧含量和CO2含量优选为按体积计的百分比，特别是基于干燥气体。
窑炉优选是具有回转管的回转窑炉，回转管能够围绕其纵向轴线转动并且优选地在待燃烧材料的传送方向上略微倾斜，使得材料由于回转管的转动和重力而沿传送方向移动。窑炉优选在其一端具有用于接纳预热和预煅烧的生料的材料入口，并且在其与材料入口相对的一端具有用于将燃烧的熟料排出到冷却器中的材料出口。窑头优选地布置在窑炉的材料出口端，并且包括用于燃烧材料的燃烧器，并且优选地包括用于将燃料接纳到窑炉中、优选是接纳到燃烧器中的燃料入口。窑炉优选具有烧结区，在烧结区中材料至少部分熔化，并且特别是具有1500℃至1800℃、优选1450℃至1700℃的温度。
用于冷却水泥熟料的冷却器优选邻接窑炉的材料出口。在冷却器内，待冷却的水泥熟料优选经由传送装置沿传送方向朝向冷却器的出口传送。在传送方向上，冷却器优选具有至少两个、优选三个冷却区域。在传送方向上游的第一冷却区域特别是直接邻接窑炉，并且优选地布置为使得在窑炉中燃烧的水泥熟料优选地由于重力而从窑炉的材料出口落入第一冷却区域中。第一冷却区域例如具有静态或动态格栅。优选地，将第一冷却气体和第二冷却气体供给到冷却器。特别地，将第一冷却气体供给到第一冷却区域。第一冷却区域特别是具有在静态或动态格栅下方的冷却气体入口，第一冷却气体通过该冷却气体入口引入并且从下方流过静态或动态格栅和位于其上的待冷却的水泥熟料。第一冷却区域优选具有用于排出第一冷却气体的废气出口，废气出口连接到窑炉、特别是窑头，使得废气传导到窑炉并且优选地完全形成窑炉的燃烧气体。
特别地，第二冷却气体供给到第二冷却区域。第二冷却区域优选具有用于传送待冷却的水泥熟料的动态格栅，特别是冷却气体入口布置在动态格栅下方，第二冷却气体通过该冷却气体入口引入并且从下方流过动态格栅和位于其上的待冷却的水泥熟料。第二冷却区域优选具有用于排出第二冷却气体的废气出口。第二冷却区域优选在水泥熟料的传送方向上直接邻接第一冷却区域，并且特别是在气体方面与第一冷却区域分离，使得第一冷却气体仅流过第一冷却区域而不进入第二冷却区。第二冷却气体优选仅流过第二冷却区域而不进入第一冷却区域。为了在气体方面分离第一冷却区域和第二冷却区域，冷却器优选具有分离装置，比如翻板、帘幕或气体分配器。分离装置例如是第一冷却区域与第二冷却区域之间的压差，通过该压差实现冷却气体在冷却区域内的分离。
优选另外向冷却器供给第三冷却气体，第三冷却气体被引入第三冷却区域。第三冷却区域优选具有用于传送待冷却的水泥熟料的动态格栅，特别是冷却气体入口布置在动态格栅下方，第三冷却气体通过该冷却气体入口引入并从下方流过动态格栅和位于其上的待冷却的水泥熟料。第三冷却区域优选具有用于将第三冷却气体作为较冷的排气排出的废气出口。第三冷却区域优选在水泥熟料的传送方向上直接邻接第二冷却区域，并且特别是在气体方面与第二冷却区域分离，使得第二冷却气体仅流过第二冷却器区而不进入第三冷却区。第三冷却气体优选仅流过第三冷却区域而不进入第一或第二冷却区域。为了在气体方面分离第二冷却区域和第三冷却区域，冷却器优选具有另外的分离装置，比如翻板、帘幕或气体分配器。
上述方法导致窑炉中较低的CO2分压，其结果是实现对未完全煅烧的材料的残余煅烧，而这种残余煅烧只需要消耗少量热能。由于增加的CO2分压，基于潮湿废气的CO2浓度优选小于按体积计40％，并且减少了清洁所谓沉积物的工作量。沉积物被认为是固相，其通常是矿物相并且从850℃以上的温度开始形成。矿物相可以是例如灰硅钙石或二钙硅酸盐相。为了将清洁工作保持在适当的范围内，可以通过以低于按体积计90％的预分解度或在较低的温度下运行煅烧炉来降低预分解度。由于较低的CO2分压，残余煅烧在与上述方法相同的温度下在窑炉中更快地进行，并且例如原材料的煅烧也可以自发进行。
根据第一实施例，冷却气体分别独立地供给到第一冷却区域和第二冷却区域，其中，供给到第二冷却区域的冷却气体具有至多按体积计15％、特别是按体积计10％、优选按体积计5％的氧含量。供给到第二冷却区域的第二冷却气体优选具有至少按体积计75％、特别是至少按体积计80％、优选至少按体积计90％的CO2含量。氧气优选供给到第二冷却气体和/或来自第二冷却区域的废气，使得废气在进入煅烧炉之前的氧含量为至多按体积计15％、特别是按体积计10％、优选按体积计5％。
根据另一实施例，在煅烧炉的下游确定煅烧炉废气的氧浓度，并且基于所确定的氧浓度来调节供给到煅烧炉的来自第二冷却区域的废气的氧浓度。
优选地，煅烧炉废气的氧含量通过测量装置来确定，并且基于所确定的氧含量来调节、特别是增加或减少来自第二冷却区域的废气量和/或氧含量。特别地，来自第二冷却区域的废气的体积流量保持恒定。优选将所确定的氧含量与预定的极限值进行比较，并且在偏离该极限值的情况下，增加或减少来自第二冷却区域的供给到煅烧炉的废气量和/或废气的氧含量。如果超过氧含量的极限值，则优选减少来自第二冷却区域的供给到煅烧炉的废气量和/或废气的氧含量。如果氧含量的极限值不足，则优选增加来自第二冷却区域的供给到煅烧炉的废气量和/或废气的氧含量。
来自第二冷却区域的废气供给到煅烧炉并且例如部分地形成煅烧炉的燃烧气体。来自窑炉的废气也至少部分或完全地形成煅烧炉的燃烧气体。优选预定量的氧气供给到窑炉和煅烧炉，其中去往窑炉和煅烧炉的氧气的相应比例优选是可调的。供给到窑炉的燃烧空气的氧含量优选基于供给到煅烧炉的来自第二冷却区域的废气的氧含量来调节。去往窑炉的燃烧气体中的、特别是窑炉的烧结区中的高氧浓度能够改善燃烧动力学，简化燃料的处理。此外，降低了窑炉燃烧器的复杂性和运行成本。可选地连接在上游的研磨过程也被简化或需要更低的运行成本。也可以设想使用高比例的替代燃料。窑炉内的高氧浓度确保了高烧结区温度，产生具有更高硅酸三钙石含量的熟料，这使得水泥中的熟料含量能够降低。例如，熟料由CO2密集度较低的材料(比如石灰石、粉煤灰、煅烧粘土等)代替，导致水泥和后续产品在相同强度值下的CO2排放较低。高的烧结区温度还能够减少固体在窑炉中的停留时间，因为熟料相的形成更快。这使得能够以更高的熟料产量来运行窑炉。
根据另一实施例，来自第二冷却区域的废气的至少一部分供给到预热器。从第二冷却区域到煅烧炉和预热器的废气量优选是可调的。特别地，在第二冷却区域与预热器或煅烧炉之间的管道中布置计量元件，比如阀或翻板。将废气至少部分地传导到预热器能够优化煅烧炉中的燃烧条件。
根据另一实施例，来自预热器的废气供给到调节装置。调节装置例如是过滤器、热交换器、气体混合器、冷凝器或喷射塔。优选地，调节装置在气体的流动方向上布置在预热器的下游，并且特别是连接到第二冷却区域或第三冷却区域，使得来自调节装置的废气形成第一冷却气体或第二冷却气体。气体优选在调节装置中除湿和/或清洁。
根据另一实施例，在调节装置之后，气体供给到第二冷却区域。优选地，通过调节装置处理的来自预热器的废气至少部分或完全地形成第二冷却气体。
根据另一实施例，在调节装置之后，气体供给到第三冷却区域。优选地，通过调节装置处理的来自预热器的废气至少部分或完全地形成第三冷却气体。
根据另一实施例，来自第三冷却区域的废气供给到第二冷却区域。优选将水供给到第三冷却区域，由此优选调节来自第三冷却器区的废气的水含量。在进入第二冷却区域之前，优选对来自第三冷却区域的废气进行除尘和/或冷却。
根据另一实施例，水供给到第二冷却区域。水优选经由加湿装置供给到第二冷却区域。加湿装置优选地包括用于将水喷射到第二冷却区域中的多个喷嘴。特别地，将水与第二冷却气体分离地注入第二冷却区域。优选地，通过加湿装置在第二冷却区域中设定大于按体积计10％、特别是大于按体积计20％、优选大于按体积计30％的水含量。因此，在煅烧炉中也设定了相应的水分含量。这导致煅烧炉中的CO2分压降低。废气中、尤其是预热器废气中的水可以容易地冷凝出来，这增加了废气中的CO2分压，因此简化了随后的CO2分离。
优选地，来自第二冷却区域的废气的温度和/或体积流量通过测量装置来确定，并且经由加湿装置引入第二冷却器区的水量根据所确定的温度和/或体积流量来调节，特别是增加或减少。特别地，废气的体积流量保持恒定。优选将所确定的体积流量和/或所确定的温度与相应的预定极限值进行比较，并且在偏离该极限值的情况下，增加或减少进入第二冷却区域的水量。如果超过体积流量和/或温度的极限值，则优选增加进入第二冷却区域的水量。如果体积流量和/或温度的极限值不足，则优选减少进入第二冷却区域的水量。
根据另一实施例，供给到第二冷却区域的冷却气体具有大于按体积计10％、特别是大于按体积计20％、优选大于按体积计30％的水含量。优选地，来自第二冷却区域的废气具有大于按体积计10％、特别是大于按体积计20％、优选大于按体积计30％的水含量。
根据另一实施例，供给到第二冷却区域的流体取自预热器废气。这实现了承载气体的循环，因此没有供给然后必须再次费力分离的附加气体、特别是附加氮气。
根据另一实施例，预热器废气的气流被分开，并且预热器废气的子流供给到第二冷却区域。
根据另一实施例，预热器废气的气流被除湿，并且以液体形式分离出的水的至少一部分供给到第二冷却区域。这种供给特别优选通过喷射来实现，使得蒸发热也用于冷却产品。
根据另一实施例，预热器废气的气流被分开，并且预热器废气的子流供给到第二冷却区域。预热器废气的气流被另外除湿，并且以液体形式分离出的至少一部分水供给到第二冷却区域。
本发明还包括水泥生产设备，其具有
-预热器，其用于预热生料，
-煅烧炉，其用于煅烧预热的生料，
-窑炉，其用于燃烧生料以形成水泥熟料，和
-冷却器，其用于冷却水泥熟料，其中，冷却器在熟料的传送方向上具有第一冷却区域和第二冷却区域，并且其中，第一冷却区域在气体方面连接到窑炉，使得来自第一冷却区域的废气能够作为燃烧气体供给到窑炉。
第二冷却区域在气体方面连接到煅烧炉，使得来自第二冷却区域的废气能够供给到煅烧炉并且可选地另外供给到预热器。
第二冷却区域连接到预热器废气30，使得预热器废气流的一部分传导到第二冷却区域。与在这点处供给空气或氮气的现有技术相比，使用预热器废气确保这种循环气体增加了原材料的承载能力，但不会将任何额外气体引入系统中。如果目的是在最后分离出二氧化碳，预热器废气越纯净，特别是氮气含量越少，这就越容易。避免氮气作为该方法的承载气体，从而使CO2在整个方法中更容易分离。
参照生产水泥熟料的方法所描述的优点和配置在设备方面也以相应的方式应用于水泥生产设备。
优选地，第二冷却区域经由用于传导气体的管道连接到煅烧炉，该管道特别是从第二冷却区域的冷却气体出口延伸到煅烧炉的气体入口。第二冷却区域可选地经由用于传导气体的管道连接到预热器。煅烧炉优选具有提升管道，来自窑炉的废气和待煅烧的原材料通过该提升管道至少部分地并流流动。此外，煅烧炉优选具有连接到提升管道的燃烧室或燃烧器，用于在煅烧炉内燃烧燃料。
根据一个实施例，用于处理来自预热器的废气的调节装置沿气流方向布置在预热器下游。
根据另一实施例，冷却器具有邻接第二冷却区域的第三冷却区域，并且其中，调节装置在气体方面连接到第二冷却区域或第三冷却区域。
根据另一实施例，第三冷却区域连接到第二冷却区域以将来自第三冷却区域的废气再循环到第二冷却区域中。
根据另一实施例，冷却器具有用于加湿冷却器内的冷却气体的加湿装置。
根据另一实施例，第二冷却区域以气体传导方式直接连接到预热器废气。因此，预热器废气的子流能够被直接引导到第二冷却区域中。
根据另一实施例，预热器废气被引导通过除湿器。除湿器以液体传导方式连接到第二冷却区域。特别地，在除湿器中分离出的液态水通过喷射装置引入第二冷却区域。
附图说明
下面参考附图基于多个示例性实施例更详细地描述本发明。
图1以流程图示出根据一个示例性实施例的水泥生产设备的示意图。
图2以流程图示出根据另一示例性实施例的水泥生产设备的示意图。
图3以流程图示出根据一个示例性实施例的水泥生产设备的示意图。
图4以流程图示出根据另一示例性实施例的水泥生产设备的示意图。
具体实施方式
图1示出了水泥生产设备10，其例如具有用于预热生料的单股预热器12、用于煅烧生料的煅烧炉14、用于燃烧生料以形成熟料的窑炉16(特别是回转窑炉)、用于冷却在窑炉16中燃烧的熟料的冷却器18。
预热器12优选包括用于将生料与生料气流分离的多个旋风器。例如，预热器12具有五个旋风器，它们在四个旋风器级中彼此上下布置。预热器12特别是具有材料入口，其用于使原材料20、特别是生料优选进入预热器12的最上旋风级。原材料20与窑炉和/或煅烧炉废气逆流地连续流过预热器12的旋风级的旋风器，并且由此加热以得到热料26。例如，煅烧炉14布置在最后的旋风级与倒数第二旋风级之间。煅烧炉14优选具有提升管，该提升管具有用于对在预热器中加热的生料26进行加热的至少一个燃烧位置，使得生料在煅烧炉14中煅烧。此外，煅烧炉14具有用于将燃料22引入煅烧炉14的提升管的燃料入口。煅烧炉14优选还具有用于将气体、特别是承载气体24接纳到煅烧炉14的提升管中的气体入口。煅烧炉废气28引入预热器12，优选引入倒数第二旋风级，并且作为预热器废气30离开最高旋风级下游的预热器12。
沿生料的流动方向连接在预热器12下游的是窑炉16，使得在预热器12中预热并且在煅烧炉14中煅烧的原材料32流入窑炉16。窑炉16的材料入口优选直接连接到煅烧炉14的提升管，使得窑炉废气34流入煅烧炉14并且随后流入预热器12。窑炉16例如是具有能够围绕其纵向轴线转动的回转管的回转窑炉，该回转管以稍微倾斜的角度布置。在回转管内的材料出口端，窑炉16优选具有燃烧器和相关联的燃料入口，用于将燃料36接纳到窑炉16中。窑炉16的材料出口布置在回转管的与材料入口相对的端部处，使得原材料32通过回转管的转动而在回转管内沿燃烧器和材料出口的方向传送。原材料32在窑炉16内燃烧以形成水泥熟料38。优选地，窑炉16内的温度、特别是窑炉16的烧结区内的温度约为1450℃至1800℃，优选为1500℃至1700℃。
用于冷却熟料的冷却器18邻接窑炉16的材料出口。熟料沿传送方向F传送通过冷却器18。冷却器18在待冷却熟料38的传送方向F上具有第一冷却区域18a和沿传送方向F邻接第一冷却区域36的第二冷却区域18b。此外，冷却器18还具有沿传送方向F邻接第二冷却区域18b的第三冷却区域18c。窑炉16经由窑炉16的材料出口连接到冷却器18，使得在窑炉16中燃烧的熟料38落入冷却器18中。
第一冷却区域18a优选布置在窑炉16的材料出口下方，使得水泥熟料38从窑炉16落入第一冷却区域18中。第一冷却区域18a构成冷却器18的摄入区域并且优选地具有接收离开窑炉16的熟料38的静态格栅。静态格栅特别是完全布置在冷却器18的第一冷却区域18a内。优选地，熟料从窑炉16中直接落到静态格栅上。静态格栅40优选地以使得熟料在传送方向F上沿着静态格栅滑动的方式延伸。第一冷却区域18a例如除了静态格栅之外还具有或者仅具有用于沿传送方向F传送熟料通过冷却器18的动态格栅。
第一冷却区域18a邻接冷却器18的第二冷却区域18b，在第一冷却区域18中冷却的热熟料46供给到第二冷却器区18b。在冷却器18的第一冷却区域18a中，熟料特别是冷却到小于1100℃的温度，冷却以使得存在于熟料中的液相完全固化成固相的方式进行。当离开冷却器18的第一冷却区域18a时，热熟料46优选完全以固相存在，并且温度至多为1100℃，特别是至多为1000℃。在冷却器18的第二冷却区域18b中，热熟料48进一步冷却，优选冷却到小于700℃的温度。在第三冷却区域18c中，熟料特别是冷却到大约100℃或更低的温度，并且作为冷熟料50离开冷却器18。优选地，第二冷却气流可以分成具有不同温度的多个气体子流。
第一冷却区域18a的静态或动态格栅例如具有通道，第一冷却气体40通过该通道进入第一冷却区域18a。第一冷却气体40优选从下方通过静态或动态格栅流入第一冷却区域18a。第一冷却气流40例如是纯氧或氮含量为按体积计15％或更低且氧含量为按体积计50％或更高的气体。第一冷却气体40流过熟料，并且然后流入窑炉16。第一冷却气体40、特别是来自第一冷却区域18a的废气，例如部分或完全地形成窑炉16的燃烧气体42。燃烧气体42中高比例的氧导致预热器废气30，预热器废气30基本由CO2和水蒸气组成，并且具有可以省略用于废气清洁的复杂下游清洁方法的优点。此外，减少了过程气体的量，结果可以给予设备相当小的尺寸。
第一冷却区域18a和第二冷却区域18b优选经由分离装置在气体方面彼此分离，使得第一冷却气体40仅流入第一冷却区域18a并且将其作为废气42、特别是用于窑炉16的燃烧气体42离开。第一冷却气体40优选不进入第二冷却区域18b或第三冷却区域18c。第二冷却气体44优选仅流入第二冷却区域18b并且作为废气24、特别是用于煅烧炉14的燃烧气体24离开。第三冷却气体52优选仅流入第三冷却区域18c并且作为较冷的排气54离开。可选地可以想到，第一冷却区域18a和第二冷却区域18b在气体方面不彼此分离，这意味着冷却气体40和44流入第一冷却区域18a和第二冷却区域18b。
优选地装配在第一冷却区域18a与第二冷却区域18c之间并且可选地装配在第二冷却区域18b与第三冷却区域18c之间的是用于在气体方面分离冷却区域的分离装置。分离装置例如是机械分离装置，比如翻板或帘幕。分离装置还可以包括气体分配器，在该气体分配器中在冷却器部段18a-18c之间供给分离气体，比如CO2。分离装置也可以是设定在第一冷却区域与第二冷却区域之间的压差。这样的压差导致冷却区域的气体的受控分离。
在冷却器18内，待冷却的熟料沿传送方向F移动。第二冷却气体区域18b优选具有动态的、特别是可移动的栅格，该栅格沿传送方向F邻接第一冷却区域18b。动态栅格特别是具有沿传送方向F运送熟料的传送单元。输送单元例如是滑动底板传送机，其具有用于运送松散材料的多个传送元件。在滑动底板传送机的情况下，传送元件是形成通风底板的多个板，优选地是格栅板。传送元件彼此并排设置并且能够沿着传送方向F和逆着传送方向F移动。冷却气体可以流过传送板或栅格板形式的传送元件，传送元件布置在冷却器18的第二冷却区域18b的整个长度上并且形成安置熟料的表面。传送单元也可以是推进器传送机，其中传送单元包括能够由冷却气流流过的固定通气底板和能够相对于通气底板移动的多个传送元件。推进器传送机的传送元件优选地布置在通气底板上方并且具有横向于传送方向伸展的夹带元件。为了沿着通气底板运送熟料，传送元件可以沿着传送方向F和逆着传送方向F移动。推动器传送机和滑动底板传送机的传送元件可以根据“步行底板原理”移动，其中，传送元件全部同时沿着传送方向和非同时地逆着传送方向移动。作为对此的替代，也可以想到在松散材料技术中使用的其他传送原理。
多个风扇可选地布置在动态格栅的下方，第二冷却气体44通过这些风扇从下方吹送通过动态格栅。第二冷却气体44优选是氧含量为至多按体积计15％、特别是至多按体积计10％、优选至多按体积计5％的贫氧气体。氧含量特别是基于干燥气体的以按体积计的百分比的氧。特别地，第二冷却气体44包括CO2和水的混合物。第二冷却区域18b的废气24优选完全或部分地供给到煅烧炉14，并且优选在煅烧炉14内形成承载气体。引入煅烧炉14中的承载气体24优选具有至多按体积计15％、特别是至多按体积计10％、优选至多按体积计5％的氧含量。为了实现这样的氧含量，冷却气体优选具有这样的氧含量，或者在进入煅烧炉之前对来自第二冷却区域18b的废气24进行富氧，以便在废气24中建立至多按体积计15％的氧含量。承载气体24、特别是来自第二冷却区域18b的废气，优选具有基于干燥气体的至少按体积计75％的CO2含量。承载气体24确保改善煅烧炉14内的固体运送，同时煅烧炉14内的气体量增加。承载气体中的低氧含量和高CO2含量使得能够例如使用低温方法简单地分离预热器废气30中的CO2。
传导到煅烧炉14中的承载气体24的量优选是可调的。特别地，调节承载气体24的量和/或承载气体24中的氧含量。优选地，煅烧炉废气28的氧含量通过测量装置来确定，并且基于所确定的氧含量来调节、特别是增加或减少承载气体的量和/或承载气体24的氧含量。特别地，废气24的体积流量保持恒定。优选将所确定的氧含量与预定的极限值进行比较，并且在偏离该极限值的情况下，增加或减少承载气体24的量和/或承载气体24中的氧含量。如果超过氧含量的极限值，则优选减少承载气体24的量和/或承载气体24中的氧含量。如果氧含量的极限值不足，则优选增加承载气体24的量和/或承载气体24中的氧含量。
第二冷却区域18b例如邻接第三冷却区域18c，第三冷却区域18c例如具有如上所述的动态格栅以沿传送方向F运送热熟料48。第三冷却气体52优选供给到第三冷却区域18c，并且在第三冷却区域18c中冷却热熟料48之后，由此作为冷却器排气52从冷却器18中排出。第三冷却气体52例如是空气。
图2示出了水泥生产设备10，其基本对应于图1中所示的水泥生产设备10。相同的元件具有相同的附图标记。与图1相反，在图2的水泥生产设备中，来自第二冷却区域的废气24分离成两个气体支流，第一股气体支流24a传导到煅烧炉14作为承载气体，而第二股气体支流24传导到预热器12。基于废气24的气体支流的量可以优选地进行调节。因此，可以调节至煅烧炉14和预热器12的气体量，使得能够实现煅烧炉14中的最佳燃料消耗。
图3示出了水泥生产设备10，其基本对应于图1中所示的水泥生产设备10。相同的元件具有相同的附图标记。与图1相反，水泥生产设备10具有调节装置56，预热器废气30至少部分地供给到调节装置56。调节装置56例如是过滤器、热交换器、气体混合器、冷凝器或喷射塔。调节装置56优选地配置成使得其处理预热器废气，特别是冷却预热器废气，从预热器气体中过滤灰尘或较粗颗粒，和/或增加或减少预热器废气的水含量。调节装置56优选配置为使得其处理预热器废气，使得在离开调节装置56时，其具有至多按体积计15％、特别是至多按体积计10％、优选至多按体积计5％的氧含量，并且优选地包括CO2和水的混合物，特别是具有优选至少按体积计75％的CO2含量。在调节装置56中处理的预热器废气优选完全或部分地形成第二冷却气体44并且引入第二冷却区域18b。
与图1的水泥生产设备不同，图3的水泥生产设备10具有加湿装置58，该加湿装置配置和布置为将水引入，特别是注入第二冷却区域18b。优选地，通过加湿装置58在第二冷却区域18b中设定大于按体积计10％、特别是大于按体积计20％、优选大于按体积计30％的水含量。因此，在煅烧炉14中也设定了相应的水分含量。煅烧炉废气28和预热器废气30优选具有相应的水分含量。这导致废气，特别是预热器废气30中的CO2分压增加，优选在废气中存在的水分冷凝之后，例如在冷凝器或气体洗涤器中，这使得能够以较低的电能消耗进行CO2的后续分离。
优选地，来自第二冷却区域18b的废气24的温度和/或体积流量通过测量装置来确定，并且经由加湿装置58引入第二冷却器区18b的水量根据所确定的温度和或体积流量来调节，特别是增加或减少。特别地，废气24的体积流量保持恒定。优选将所确定的体积流量和/或所确定的温度与相应的预定极限值进行比较，并且在偏离该极限值的情况下，增加或减少进入第二冷却区域18b的水量。如果超过体积流量和/或温度的极限值，则优选地增加进入第二冷却区域18b的水量。
优选地，预热器废气30的子流供给到调节装置56，预热器废气的剩余子流30被排出。还可以设想，预热器废气30被完全供给到调节装置56，并且在调节装置56之后，仅一个子流形成第二冷却气体44，并且剩余的子流从水泥生产设备10排出。
图4示出了水泥生产设备10，其基本对应于图3中所示的水泥生产设备10。相同的元件具有相同的附图标记。与图3相反，在图4的示例性实施例中，由调节装置56处理的预热器废气30供给到第三冷却区域18c并且部分或完全地形成第三冷却气体52。来自第三冷却区域18c的废气54优选完全或部分地供给到第二冷却区域18b并且形成第二冷却气体44。第三冷却区域18c例如具有另外的加湿装置58，该另外的加湿装置58配置为将水引入第三冷却区域18c中。
优选地，布置在第二冷却区域18b与第三冷却区域18c之间的是另外的调节装置，该调节装置在图4中未示出，并且该调节装置配置为其处理来自第三冷却区域18c的废气，使得在离开调节装置56时，其具有至多按体积计15％、特别是至多按体积计10％、优选至多按体积计5％的氧含量，并且优选包括CO2和水的混合物，其特别是具有优选至少按体积计75％的CO2含量。在另外的调节装置中处理的预热器废气优选完全或部分地形成第二冷却气体44，并且被引入第二冷却区域18b。这使得可以减少来自冷却器18的废气的量。
该示例性实施例与图3所示的示例性实施例的不同之处在于附加的除湿器60，该除湿器例如在二氧化碳分离之前对预热器废气30进行除湿。在除湿器60中分离出的水经由流体流62供给到第二冷却区域18b并且特别地喷射到后者中。
附图标记表
10 水泥生产设备
12 预热器
14 煅烧炉
16 窑炉
18 冷却器
18a 第一冷却区域
18b 第二冷却区域
18c 第三冷却区域
20 原材料
22 燃料
24 来自第二冷却区域的废气/去往煅烧炉的承载气体
26 热料/加热的原材料
28 煅烧炉废气
30 预热器废气
32 煅烧的原材料
34 窑炉废气
36 燃料
38 热水泥熟料
40 第一冷却气体
42 来自第一冷却区域的废气/去往窑炉的燃烧气体
44 第二冷却气体
46 热熟料
48 热熟料
50 冷熟料
52 第三冷却气体
54 冷却器排气
56 调节装置
58 加湿装置
60 除湿器
62 流体流
F 冷却器18内熟料的传送方向

Claims (17)

1.一种用于生产水泥熟料(50)的方法，包括以下步骤：
在预热器(12)中预热原材料(20)，
在煅烧炉(14)中煅烧预热的原材料(26)，
在窑炉(16)中燃烧预热和煅烧的生料(32)以形成水泥熟料(38)，其中，向所述窑炉(16)供给具有大于按体积计50％、特别是大于按体积计80％、优选大于按体积计90％的氧含量的燃烧气体(42)，和
在冷却器(18)中冷却所述水泥熟料(38)，其中，所述冷却器(18)在所述水泥熟料(38)的传送方向上具有第一冷却区域(18a)和第二冷却区域(18b)，并且其中，来自所述第一冷却区域(18a)的排气形成所述燃烧气体(42)，
其特征在于，
来自所述第二冷却区域(18b)的废气(24)供给到所述煅烧炉(14)并且具有至多按体积计15％、特别是至多按体积计10％、优选至多按体积计5％的氧含量，
其中，供给到所述第二冷却区域(18b)的流体具有至少按体积计60％、特别是至少按体积计80％、优选至少按体积计90％的惰性部分，其中，所述流体的所述惰性部分由水、二氧化碳或水和二氧化碳组成。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将冷却气体(40、44)分别单独地供给到所述第一冷却区域(18a)和所述第二冷却区域(18b)，并且其中，供给到所述第二冷却区域(18b)的冷却气体(44)具有至多按体积计15％、特别是按体积计10％、优选按体积计5％的氧含量。
3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在所述煅烧炉(14)的下游确定气体(28)的氧浓度，并且基于所确定的氧浓度来调节供给到所述煅烧炉(14b)的来自所述第二冷却区域(18b)的废气(24)的氧浓度。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，将来自所述第二冷却区域(18b)的废气(24)的至少一部分供给到所述预热器(12)。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，将预热器废气(30)供给到调节装置(56)以进行处理，特别是热处理、加湿和/或清洁。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在所述调节装置(56)之后，将所述气体供给到所述第二冷却区域(18b)。
7.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，所述冷却器(18)具有邻接所述第二冷却区域(18b)的第三冷却区域(18c)，并且其中，在所述调节装置(56)之后，将所述气体供给到所述第三冷却区域(18c)。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，将来自所述第三冷却区域(18c)的废气(54)供给到所述第二冷却区域(18b)。
9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，将水供给到所述第二冷却区域(18b)。
10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，供给到所述第二冷却区域(18b)的冷却气体(44)具有大于按体积计10％、特别是大于按体积计20％、优选大于按体积计30％的水含量。
11.一种水泥生产设备(10)，具有
-预热器(12)，其用于预热原材料(20)，
-煅烧炉(14)，其用于煅烧预热的原材料(26)，
-窑炉(16)，其用于燃烧煅烧的原材料(32)以形成水泥熟料(38)，和
-冷却器(18)，其用于冷却所述水泥熟料(38)，其中，所述冷却器(18)在所述水泥熟料(38)的传送方向(F)上具有第一冷却区域(18a)和第二冷却区域(18)，并且其中，所述第一冷却区域(18a)在气体方面连接到所述窑炉(16)，使得来自所述第一冷却区域(18b)的废气(42)能够作为燃烧气体供给到所述窑炉(16)，
其特征在于，
所述第二冷却区域(18b)在气体方面连接到所述煅烧炉(16)，使得来自所述第二冷却区域(18b)的废气(24)能够供给到所述煅烧炉(14)，
其中，所述第二冷却区域(18b)连接到预热器废气(30)，使得所述预热器废气流(30)的一部分传导到所述第二冷却区域(18b)。
12.根据权利要求11所述的水泥生产设备(10)，其特征在于，用于处理所述预热器废气(30)的调节装置(56)在气流方向上布置在所述预热器(12)的下游。
13.根据权利要求11或12所述的水泥生产设备(10)，其特征在于，所述冷却器(18)具有邻接所述第二冷却区域(18b)的第三冷却区域(18c)，并且其中，所述调节装置(56)在气体方面连接到所述第二冷却区域(18b)或所述第三冷却区域(18c)。
14.根据权利要求13所述的水泥生产设备(10)，其特征在于，所述第三冷却区域(18c)连接到所述第二冷却区域(18b)以将来自所述第三冷却区域(18c)的废气(54)再循环到所述第二冷却区域(18b)中。
15.根据权利要求11至14中任一项所述的水泥生产设备(10)，其特征在于，所述冷却器(18)具有用于对所述冷却器(18)内的冷却气体进行加湿的加湿装置(58)。
16.根据权利要求11至15中任一项所述的水泥生产设备(10)，其特征在于，所述第二冷却区域(18b)以气体传导方式直接连接到所述预热器废气(30)。
17.根据权利要求11至16中任一项所述的水泥生产设备(10)，其特征在于，所述预热器废气(30)被引导通过除湿器(60)，其中，所述除湿器(60)以液体传导方式连接到所述第二冷却区域(18b)。
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