DE102020109697B4

DE102020109697B4 - Process and system for the process-integrated treatment and utilization of bypass dust

Info

Publication number: DE102020109697B4
Application number: DE102020109697.6A
Authority: DE
Inventors: Detlef Edelkott
Original assignee: Reco Process GmbH
Current assignee: Reco Process De GmbH
Priority date: 2020-04-07
Filing date: 2020-04-07
Publication date: 2024-03-14
Anticipated expiration: 2040-04-08
Also published as: DE102020109697A1

Abstract

Verfahren zur Behandlung von Bypassstaub umfassend die Schritte:(i) Bereitstellen von Bypass-Rohgas, wobei das bereitgestellte Bypass-Rohgas vorzugsweise aus einem Zementklinkerbrennprozess abgezogen wird;(ii) ggfs. Abkühlen des bereitgestellten Bypass-Rohgases;(iii) Abscheiden von festen Bestandteilen aus dem bereitgestellten, ggfs. abgekühlten, Bypass-Rohgas als Bypassstaub;(iv) Ableiten des um den Bypassstaub reduzierten Bypass-Rohgases als Bypass-Reingas;(v) Lösen von im Bypassstaub vorhandenen wasserlöslichen Bestandteilen, insbesondere Salzen, in einer wässrigen Phase;(vi) Trennen der wässrigen Phase von der Festphase; und(vii) Verdampfen der wässrigen Phase;wobei mit dem Bypass-Reingas transportierte Wärme genutzt wird, um die wässrige Phase in Schritt (vii) zu verdampfen,wobei in Schritt (v) eine Sulfatfällung und ggfs. eine Schwermetallfällung erfolgt undwobei das Verdampfen der wässrigen Phase mittels Sprühtrockner erfolgt.Method for treating bypass dust comprising the steps: (i) providing raw bypass gas, the raw bypass gas provided being preferably withdrawn from a cement clinker burning process; (ii) optionally cooling the raw bypass gas provided; (iii) separating solid components from the provided, possibly cooled, bypass raw gas as bypass dust; (iv) deriving the bypass raw gas reduced by the bypass dust as bypass clean gas; (v) dissolving water-soluble components present in the bypass dust, in particular salts, in an aqueous phase; (vi) separating the aqueous phase from the solid phase; and (vii) evaporating the aqueous phase;wherein heat transported with the bypass clean gas is used to evaporate the aqueous phase in step (vii), wherein in step (v) a sulfate precipitation and optionally a heavy metal precipitation takes place and wherein the evaporation of the aqueous phase using a spray dryer.

Description

Die vorliegende Erfindung liegt auf dem Gebiet der Zementproduktion und betrifft ein Verfahren und eine Anlage zur Behandlung von Bypassstaub.The present invention is in the field of cement production and relates to a method and a system for treating bypass dust.

Hauptbestandteil von Zement ist Portlandzementklinker, der unter Beigabe von Gips und weiteren Zumahlstoffen zu Zement vermahlen wird. Bei dem Brennprozess zur Produktion des Klinkers fällt in (fast) allen deutschen Zementwerken als Nebenprodukt ein sog. Bypassstaub an, ein salzhaltiges Gesteinsmehl, dass in einer Menge von ca. 2 bis 3 % der Klinkerproduktion aus dem Brennprozess ausgeschleust wird. In einem typischen deutschen Zementwerk entspricht dies einem jährlichen Anfall von ca. 16 bis 24 000 t Bypassstaub.The main component of cement is Portland cement clinker, which is ground into cement with the addition of gypsum and other additives. In (almost) all German cement plants, the burning process to produce clinker produces so-called bypass dust as a by-product, a salt-containing rock powder that is removed from the burning process in an amount of approx. 2 to 3% of the clinker production. In a typical German cement plant, this corresponds to an annual production of around 16 to 24,000 t of bypass dust.

Ziel dieser Ausschleusung ist es, den Ofenprozess von Salzkreisläufen zu entlasten, insbesondere von Chloriden, die ansonsten durch ihre unkontrollierte Ansatzneigung zu erheblichen Betriebsproblemen führen würden (Schöffmann H., Gas-Bypass-Anlagen zur Beherrschung von Chlorid-Kreisläufen im Zementwerk, 2009, http://institute.unileoben.ac.at/ghiwww/pdf/schoeffmann.pdf). Ursächlich für die in den letzten Jahren erhöhten Chloreinnahmen des Brennprozesses und den dadurch ebenfalls erhöhten Anfall von Bypassstäuben ist in erster Linie der aus Kostengründen kontinuierlich gesteigerte Einsatz von abfallstämmigen Ersatzbrennstoffen. Dieser Trend ist in Deutschland und den deutschsprachigen Nachbarländern besonders stark ausgeprägt, jedoch auch international zu beobachten.The aim of this removal is to relieve the kiln process of salt cycles, especially chlorides, which would otherwise lead to significant operational problems due to their uncontrolled tendency to build up (Schöffmann H., gas bypass systems for the control of chloride cycles in the cement plant, 2009, http ://institute.unileoben.ac.at/ghiwww/pdf/schoeffmann.pdf). The reason for the increased chlorine income from the combustion process in recent years and the resulting increase in bypass dust is primarily the continuously increasing use of waste-derived substitute fuels for cost reasons. This trend is particularly pronounced in Germany and the German-speaking neighboring countries, but can also be observed internationally.

Die anfallenden Bypassstäube können zu einem gewissen Anteil als Zumahlstoff in den Zementen verwertet werden. Der Mengeneinsatz dieses Verwertungsweges ist jedoch aus Gründen der Qualitätssicherung der Zemente begrenzt, sodass ein in den letzten Jahren wachsender Mengenstrom der Bypassstäube nicht mehr effizient verwertet werden kann. Dies kann nicht zufriedenstellen, da die Verbringung der überschüssigen Bypassstaubmengen einerseits erhebliche Kosten verursacht, andererseits weisen die Bypassstäube einen ähnlich hohen Energie- und CO₂-Footprint wie der produzierte Zementklinker selbst auf.The resulting bypass dust can be used to a certain extent as an additive in the cements. However, the quantity used by this recycling route is limited for reasons of quality assurance of the cement, so that the volume of bypass dust that has grown in recent years can no longer be efficiently utilized. This cannot be satisfactory because, on the one hand, the shipment of excess bypass dust causes considerable costs, and on the other hand, the bypass dust has a similarly high energy and CO ₂ footprint as the cement clinker itself produced.

Deshalb wurde vorgeschlagen, die überschüssigen Bypassstaubmengen zu entsalzen, um sie im Herstellungsprozess des Zementwerks wieder ressourcen- und energieeffizient einsetzen zu können.It was therefore proposed to desalinate the excess bypass dust in order to be able to use it again in the cement plant's manufacturing process in a resource- and energy-efficient manner.

DE 44 42 563 A1 beschreibt ein Verfahren zur Behandlung und Verwertung von Bypassstäuben aus einem Zementherstellungsprozeß, wobei der aus dem Zementherstellungsprozeß abgezogene Staub mit Alkalichloriden und -sulfaten angereichert ist. Dabei werden a) der Bypass-Staub mittels eines wässrigen Mediums einer ersten Extraktion mit einer Fest- Flüssig-Trennung unterworfen, b) die dabei entstandenen Feststoffe unter Zugabe von Frischwasser einer zweiten Extraktion unterworfen und die Feststoffe anschließend getrocknet, c) der bei der ersten Extraktion entstandenen Sole eine Calciumchloridlösung zugeführt, wobei die Menge der zugegebenen Calciumchloridlösung derart abhängig von den in der Sole vorliegenden Konzentrationsverhältnissen an K, Na, S, und CI ist, dass ein stöchiometrisches Verhältnis der Alkali-, und Chloridkonzentration sowie der Calcium- und Sulfatkonzentrationen eingestellt wird, und dass das bei der Filtration entstandene CaSO₄ 2H₂O (Gips) zu CaSO₄ 0,5H₂O (Bassanit) getrocknet und die bei der Filtration entstandene Sole einer fraktionierten Kristallisation unterworfen wird, und d) die getrockneten Feststoffe der zweiten Extraktion und der abgeschiedene Bassanit als Abbinderegler der Zementvermahlung zugeführt. Nachteilig an diesem Verfahren ist, dass eine fraktionierte Kristallisation apparateaufwändig und entsprechend Investitionskosten-intensiv sowie schwer zu kontrollieren ist. DE 44 42 563 A1 describes a process for the treatment and utilization of bypass dust from a cement manufacturing process, the dust removed from the cement manufacturing process being enriched with alkali metal chlorides and sulfates. In this case, a) the bypass dust is subjected to a first extraction with a solid-liquid separation using an aqueous medium, b) the resulting solids are subjected to a second extraction with the addition of fresh water and the solids are then dried, c) in the first A calcium chloride solution is added to the brine resulting from the extraction, the amount of calcium chloride solution added being dependent on the concentration ratios of K, Na, S, and CI present in the brine in such a way that a stoichiometric ratio of the alkali and chloride concentrations as well as the calcium and sulfate concentrations is set is, and that the CaSO ₄ 2H ₂ O (gypsum) formed during the filtration is dried to CaSO ₄ 0.5H ₂ O (bassanite) and the brine formed during the filtration is subjected to fractional crystallization, and d) the dried solids of the second Extraction and the separated bassanite is fed to the cement grinding as a setting regulator. The disadvantage of this process is that fractional crystallization requires a lot of equipment and is correspondingly investment-intensive and difficult to control.

Auch das in der EP 2 699 524 B1 beschriebene Verfahren nimmt diesen Nachteil in Kauf. Das Verfahren umfasst die Schritte a) In-Kontakt-bringen des Bypass-Staubes mit einer wässrigen Phase sowie Vermischen derselben, um eine homogene Aufschlämmung zu erhalten, wobei wasserlösliche Bestandteile des Bypass-Staubes in der wässrigen Phase gelöst werden, b) Durchführen einer Fest-Flüssig-Trennung, insbesondere einer Vakuumfiltration oder einer Filterpressenfiltration, um die in der Aufschlämmung enthaltenen Feststoffe abzutrennen, wobei eine Sole verbleibt, c) Abtrennen von in der Sole vorhandenen Schwermetallen und Ausfällen von Calcium, um eine behandelte Sole zu erhalten, d) Unterwerfen der behandelten Sole einer fraktionierten Kristallisation.Also that in the EP 2 699 524 B1 The method described accepts this disadvantage. The method includes the steps a) bringing the bypass dust into contact with an aqueous phase and mixing it to obtain a homogeneous slurry, with water-soluble components of the bypass dust being dissolved in the aqueous phase, b) carrying out a solid -Liquid separation, in particular vacuum filtration or filter press filtration, to separate the solids contained in the slurry, leaving a brine, c) separating heavy metals present in the brine and precipitating calcium to obtain a treated brine, d) subjecting the treated brine undergoes fractional crystallization.

EP 1 923 366 B1 beschreibt ein Verfahren zum Behandeln von Bypassstäuben bzw. -gasen aus der Ziegel-, Zement- oder Klinkerherstellung, das das in-Kontakt-bringen des Bypassstaubs/gases mit einer wässrigen Phase umfasst, wobei anschließend feste bzw. unlösliche Bestandteile durch Filtrieren oder Zentrifugieren abgetrennt werden und die erhaltene wässrige Phase nach einem Schritt zur Abtrennung von unerwünschten Metallen (As, Be, Cd, Co, Cr, Cu, Hg, Mn, Ni, Pb, Sb, Sn, Te, TI, V) verkocht wird, um die gelösten Bestandteile zurückzugewinnen. Nachteilig an diesem Verfahren ist, dass ein Verkochen einen erheblichen Energieaufwand erfordert. EP 1 923 366 B1 describes a process for treating bypass dust or gases from brick, cement or clinker production, which includes bringing the bypass dust/gas into contact with an aqueous phase, with solid or insoluble components then being separated off by filtration or centrifugation and the resulting aqueous phase is boiled after a step to remove unwanted metals (As, Be, Cd, Co, Cr, Cu, Hg, Mn, Ni, Pb, Sb, Sn, Te, TI, V). to recover dissolved components. The disadvantage of this process is that overcooking requires a considerable amount of energy.

US 2011 / 0 305 905 A1 beschreibt ein Verfahren, um kostengünstig Industriesalz herzustellen, indem die Anlagen- und Betriebskosten reduziert werden, ohne auf Elektroabscheidung und Kristallisation zurückzugreifen und gleichzeitig die Menge der verwendeten Chemikalien zu verringern. Dies wird durch die Extraktion eines Teils des Verbrennungsgases aus dem Rauchgasweg eines Zementofens, die Rückgewinnung und Reinigung von Staub aus dem extrahierten Gas und das Trocknen eines Filtrats nach dem Waschen in einem Gasstrom erreicht. Das Industriesalz kann durch Entfernen von Calciumkomponenten und Sulfatradikalen aus dem Filtrat und anschließendes Trocknen in einem Gasstrom gewonnen werden. Hierbei kann das Abgas eines Klinkerkühlers für das Trocknen verwendet werden, und ein Sprühtrockner könnte ebenfalls zum Trocknen dienen. US 2011 / 0 305 905 A1 describes a process to cost-effectively produce industrial salt by reducing equipment and operating costs without resorting to electrodeposition and crystallization while reducing the amount of chemicals used. This is achieved by extracting a portion of the combustion gas from the flue gas path of a cement kiln, recovering and purifying dust from the extracted gas, and drying a filtrate after washing in a gas stream. The industrial salt can be obtained by removing calcium components and sulfate radicals from the filtrate and then drying it in a gas stream. The exhaust gas from a clinker cooler can be used for drying, and a spray dryer could also be used for drying.

EP 1 923 366 A1 , EP 0 143 395 B1 , DE 10 2017 119 155 B3 , DE 24 00 100 A und DE 22 07 843 C2 beschreiben Verfahren zur Herstellung von Zementklinker unter Anwendung eines Bypasssystems zur Entsalzung von Bypassstäuben. EP 1 923 366 A1 , EP 0 143 395 B1 , DE 10 2017 119 155 B3 , DE 24 00 100 A and DE 22 07 843 C2 describe processes for producing cement clinker using a bypass system for desalination of bypass dust.

Während die Grundidee der Entsalzung von Bypassstäuben aus dem Stand der Technik bereits bekannt ist, existiert bisher kein betriebstechnisch zuverlässiges und gleichzeitig wirtschaftlich attraktives Verfahren.While the basic idea of desalination of bypass dust is already known from the prior art, there is currently no operationally reliable and at the same time economically attractive process.

Eine zu lösende Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es deshalb, ein Verfahren zur Entsalzung von Bypassstäuben bereitzustellen, das die oben genannten Nachteile wenigstens teilweise überwindet, und insbesondere betriebstechnisch zuverlässig und / oder wirtschaftlich attraktiv ist. Ferner sollte der Investitions- und Wartungsaufwand möglichst gering sein.An object to be solved by the present invention was therefore to provide a method for the desalination of bypass dusts which at least partially overcomes the above-mentioned disadvantages, and in particular is operationally reliable and/or economically attractive. Furthermore, the investment and maintenance costs should be as low as possible.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Behandlung von Bypassstaub umfassend die Schritte:

(i) Bereitstellen von Bypass-Rohgas, wobei das bereitgestellte Bypass-Rohgas vorzugsweise aus einem Zementklinkerbrennprozess abgezogen wird;
(ii) ggfs. Abkühlen des bereitgestellten Bypass-Rohgases;
(iii) Abscheiden von festen Bestandteilen aus dem bereitgestellten, ggfs. abgekühlten, Bypass-Rohgas als Bypassstaub;
(iv) Ableiten des um den Bypassstaub reduzierten Bypass-Rohgases als Bypass-Reingas;
(v) Lösen von im Bypassstaub vorhandenen wasserlöslichen Bestandteilen, insbesondere Salzen, in einer wässrigen Phase;
(vi) Trennen der wässrigen Phase von der Festphase; und
(vii) Verdampfen der wässrigen Phase;

wobei mit dem Bypass-Reingas transportierte Wärme genutzt wird, um die wässrige Phase in Schritt (vii) zu verdampfen. Weiter erfolgt in Schritt (v) eine Sulfatfällung und ggfs. eine Schwermetallfällung. Das Verdampfen der wässrigen Phase erfolgt mittels Sprühtrockner.This task is solved by a process for treating bypass dust comprising the steps:

(i) providing raw bypass gas, wherein the raw bypass gas provided is preferably withdrawn from a cement clinker burning process;
(ii) if necessary, cooling the bypass raw gas provided;
(iii) separating solid components from the provided, possibly cooled, bypass raw gas as bypass dust;
(iv) diverting the bypass raw gas reduced by the bypass dust as bypass clean gas;
(v) dissolving water-soluble components present in the bypass dust, in particular salts, in an aqueous phase;
(vi) separating the aqueous phase from the solid phase; and
(vii) evaporation of the aqueous phase;

wherein heat transported with the bypass clean gas is used to evaporate the aqueous phase in step (vii). Next, in step (v), sulfate precipitation and, if necessary, heavy metal precipitation take place. The aqueous phase is evaporated using a spray dryer.

Das erfindungsgemäße Verfahren stellt eine Kombination bekannter Verfahrensstufen dar, ist jedoch im Vergleich zu bekannten Verfahrensvorschlägen erheblich vereinfacht. Dadurch wird eine hohe Betriebssicherheit bei geringem Investitions- und Wartungsaufwand erreicht. Die vereinfachte Verfahrensführung, bei der an Stelle einer mehrstufigen fraktionierten Kristallisation die gesamte zur Lösung der Salze benötigte Wassermenge verdampft wird, hat rein rechnerisch einen relativ hohen Energiebedarf zur Folge. Deshalb erscheint eine Verdampfung zunächst kontraintuitiv. Da die Ausschleusung der Bypassstäube mit einem Teilabzug von heißem Ofenabgas verbunden ist, steht an jeder Bypassanlage eine zur Verdampfung der anfallenden Wassermenge ausreichende Abwärme zur Verfügung, die anderweitig nicht genutzt wird. Wenn also die mit dem Bypass-Reingas transportierte Wärme zur Verdampfung der anfallenden Wassermenge aufgewendet wird, ist es möglich, das Verfahren zu vereinfachen, ohne gleichzeitig energetische Kompromisse eingehen zu müssen.The process according to the invention represents a combination of known process stages, but is considerably simplified compared to known process proposals. This achieves a high level of operational reliability with low investment and maintenance costs. The simplified process, in which the entire amount of water required to dissolve the salts is evaporated instead of a multi-stage fractional crystallization, results in a relatively high energy requirement in purely mathematical terms. This is why evaporation initially seems counterintuitive. Since the removal of the bypass dust is associated with a partial extraction of hot furnace exhaust gas, each bypass system has sufficient waste heat available to evaporate the amount of water that is not used elsewhere. If the heat transported with the bypass clean gas is used to evaporate the resulting amount of water, it is possible to simplify the process without having to make energy compromises at the same time.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das in Schritt (i) bereitgestellte Bypass-Rohgas aus einem Zementklinkerbrennprozess abgezogen. Ein hieraus bereitgestelltes Bypass-Rohgas ist mit Alkalichloriden und -sulfaten angereichert. Die Integration des erfindungsgemäßen Verfahrens in den Zementproduktionsprozess stellt sicher, dass die zur Verfügung stehende Wärme bei Weitem zur Verdampfung der anfallenden Wassermenge ausreicht und ist somit für eine hohe Wirtschaftlichkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens erwünscht.According to a preferred embodiment of the method according to the invention, the bypass raw gas provided in step (i) is withdrawn from a cement clinker burning process. A bypass raw gas provided from this is enriched with alkali metal chlorides and sulfates. The integration of the method according to the invention into the cement production process ensures that the heat available is far sufficient to evaporate the amount of water produced and is therefore desirable for high economic efficiency of the method according to the invention.

Weiter ist bevorzugt, dass das Bypass-Rohgas eine Temperatur von 550°C oder weniger, bevorzugt 525°C oder weniger, weiter bevorzugt 500°C oder weniger, weiter bevorzugt 475°C oder weniger, am meisten bevorzugt 450°C oder weniger, aufweist. Derartige Temperaturen werden in herkömmlichen Zementwerken dadurch erreicht, dass das einem Zementdrehofen abgezweigte Gas in einer Mischkammer mit Frischluft versetzt wird. Um frühzeitig eine Temperatur zu erreichen, bei der Salze auskondensieren (ca. 550°C) und / oder keine allzu hohen Anforderungen an die für die Rohrleitungen zu verwendenden Materialien gestellt werden muss (ca. 450°C), ist eine derartige Mischkammer in herkömmlichen Zementwerken nahe dem Zementdrehofen angesiedelt.It is further preferred that the bypass raw gas has a temperature of 550°C or less, preferably 525°C or less, more preferably 500°C or less, more preferably 475°C or less, most preferably 450°C or less, having. Such temperatures are achieved in conventional cement plants by adding fresh air to the gas branched off from a rotary cement kiln in a mixing chamber. In order to reach a temperature at an early stage at which salts condense out (approx. 550°C) and/or the materials to be used for the pipes do not have to be placed overly high (approx. 450°C), such a mixing chamber is located near the rotary cement kiln in conventional cement plants.

Im Hinblick auf die Temperaturstabilität der in Schritt (iii) verwendeten Apparate kann es vorteilhaft sein, das bereitgestellte Bypass-Rohgas in Schritt (ii) (weiter) abzukühlen. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn das Bypass-Rohgas eine Temperatur aufweist, bei der kein zuverlässiger (Dauer-)betrieb in Schritt (iii) gewährleistet werden kann oder bei der ein hoher Aufwand betrieben werden muss, um den zuverlässigen Betrieb zu gewährleisten. Diese nicht unerheblichen Limitierungen können dadurch umgangen werden, dass das Bypass-Rohgas abgekühlt wird. Diese Abkühlung erfolgt im optionalen Schritt (ii). Hierzu wird vorzugsweise ein Verdampfungskühler eingesetzt, bei dem Wasser direkt in das Bypass-Rohgas eingedüst wird. Alternativ kann dem bereitgestellten (heißen) Bypass-Rohgas kaltes Gesteinmehl zugemischt werden.With regard to the temperature stability of the apparatus used in step (iii), it may be advantageous to (further) cool the bypass raw gas provided in step (ii). This is particularly advantageous if the bypass raw gas has a temperature at which reliable (continuous) operation in step (iii) cannot be guaranteed or at which a great deal of effort has to be made to ensure reliable operation. These not insignificant limitations can be circumvented by cooling the bypass raw gas. This cooling takes place in optional step (ii). For this purpose, an evaporation cooler is preferably used, in which water is injected directly into the bypass raw gas. Alternatively, cold rock powder can be mixed into the (hot) raw bypass gas provided.

Umgekehrt ist es für die Wirtschaftlichkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens bevorzugt, dass das bereitgestellte Bypass-Rohgas nicht zu kalt ist, sondern eine Temperatur aufweist, die ausreichend ist, um die gesamte zur Lösung der wasserlöslichen Bestandteile, insbesondere Salze, benötigte Wassermenge zu verdampfen.Conversely, for the economic viability of the method according to the invention, it is preferred that the bypass raw gas provided is not too cold, but rather has a temperature that is sufficient to evaporate the entire amount of water required to dissolve the water-soluble components, in particular salts.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird dies dadurch erreicht, dass das bereitgestellte Bypass-Rohgas, ggfs. nach Abkühlung, eine Temperatur von höchstens 500°C, bevorzugt höchstens 450°C, weiter bevorzugt höchstens 400°C, am meisten bevorzugt höchstens 350°C und / oder eine Temperatur von mindestens 100°C, bevorzugt mindestens 150°C, weiter bevorzugt mindestens 200°C, am meisten bevorzugt mindestens 250°C aufweist.According to a preferred embodiment, this is achieved in that the bypass raw gas provided, if necessary after cooling, has a temperature of at most 500 ° C, preferably at most 450 ° C, more preferably at most 400 ° C, most preferably at most 350 ° C and / or has a temperature of at least 100°C, preferably at least 150°C, more preferably at least 200°C, most preferably at least 250°C.

In Schritt (iii) erfolgt das Abscheiden der festen Bestandteile aus dem bereitgestellten, ggfs. abgekühlten, Bypass-Rohgas als Bypassstaub. Dieser Schritt kann mittels Staubfiltration durchgeführt werden. Das Filter ist dabei so ausgewählt, dass der Bypassstaub zurückgehalten wird, während das Bypass-Reingas durch den Filter tritt. Wie oben beschrieben, sollte im Hinblick auf die Prozessstabilität sichergestellt werden, dass die Temperatur des bereitgestellten Bypass-Rohgases und die Temperaturbeständigkeit des Filters aufeinander abgestimmt sind. Wird als Filter für die Staubfiltration ein herkömmlicher Gewebefilter eingesetzt, so ist es bevorzugt, den optionalen Kühlungsschritt (ii) durchzuführen und das Bypass-Rohgases auf 275 °C, bevorzugt 250 °C, am meisten bevorzugt 225 °C, abzukühlen. Wird als Filter für die Staubfiltration ein hochtemperaturbeständiges Filter, vorzugsweise ein Keramikfilter eingesetzt, so kann auf den optionalen Kühlungsschritt (ii) verzichtet werden. Als Filter eignen sich insbesondere hochtemperaturbeständige Filter, vorzugsweise Keramikfilter, deshalb, weil es dadurch möglich ist, relativ heißes Bypass-Rohgas zu filtern und so mit geringer Gasmenge hohe Wärmemengen für die nachfolgende Verdampfung zur Verfügung zu stellen. Unter den hochtemperaturbeständigen Filtern ist das Keramikfilter besonders hervorzuheben, weil dieses problemlos bis etwa 500 °C betrieben werden kann, so dass die Verdampfung mit relativ geringer Gasmenge und entsprechend kleinen Trocknungsanlagen realisiert werden kann.In step (iii), the solid components are separated from the provided, possibly cooled, bypass raw gas as bypass dust. This step can be carried out using dust filtration. The filter is selected so that the bypass dust is retained while the bypass clean gas passes through the filter. As described above, with regard to process stability, it should be ensured that the temperature of the bypass raw gas provided and the temperature resistance of the filter are coordinated. If a conventional fabric filter is used as the filter for dust filtration, it is preferred to carry out the optional cooling step (ii) and to cool the bypass raw gas to 275 ° C, preferably 250 ° C, most preferably 225 ° C. If a high-temperature-resistant filter, preferably a ceramic filter, is used as the filter for dust filtration, the optional cooling step (ii) can be dispensed with. High-temperature-resistant filters, preferably ceramic filters, are particularly suitable as filters because they make it possible to filter relatively hot bypass raw gas and thus make high amounts of heat available for the subsequent evaporation with a small amount of gas. Among the high-temperature-resistant filters, the ceramic filter is particularly noteworthy because it can easily be operated up to around 500 °C, so that evaporation can be achieved with a relatively small amount of gas and correspondingly small drying systems.

In einer bevorzugten Ausführungsform werden ein hochtemperaturbeständiges Filter mit einem (weniger) temperaturbeständigen Filter kombiniert. Hierbei werden nicht abgekühltes Bypass-Rohgas mittels des hochtemperaturbeständigen Filters, insbesondere eines Keramikfilters, und abgekühltes Bypass-Rohgas mittels des (weniger) temperaturbeständigen Filters, insbesondere eines Gewebefilters, prozessiert. Das mit dem hochtemperaturbeständigenFilter erhaltene Reingas kann dann vorteilhafterweise der Verdampfung zugeführt werden, während die an beiden Filtern abgeschiedenen Bypassstaubmengen dem Schritt (v) zugeführt werden können.In a preferred embodiment, a high-temperature-resistant filter is combined with a (less) temperature-resistant filter. Here, uncooled bypass raw gas is processed using the high-temperature-resistant filter, in particular a ceramic filter, and cooled bypass raw gas is processed using the (less) temperature-resistant filter, in particular a fabric filter. The clean gas obtained with the high-temperature-resistant filter can then advantageously be fed to evaporation, while the amounts of bypass dust separated on both filters can be fed to step (v).

Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass nur ein Teil des abgeschiedenen Bypassstaubs der weiteren Behandlung, d.h. den Schritten (v) bis (vii), unterzogen wird. Der übrige Teil kann unbehandelt verwendet und z.B. dem Zementherstellungsprozess, zurückgeführt werden. Als Vorteil ergibt sich dadurch, dass nur derjenige Anteil an Bypassstaub behandelt wird, der bisher nicht sinnvoll und wirtschaftlich verwertet werden kann. Die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens kann so erhöht werden.Furthermore, it can be provided that only part of the separated bypass dust is subjected to further treatment, i.e. steps (v) to (vii). The remaining part can be used untreated and returned to the cement manufacturing process, for example. The advantage is that only that portion of bypass dust is treated that could not previously be used sensibly and economically. The economic efficiency of the process can be increased in this way.

In Schritt (iv) wird das um den Bypassstaub reduzierte Bypass-Rohgas als Bypass-Reingas abgeleitet. Dies impliziert nicht, zumindest nicht zwangsläufig, dass das Bypass-Reingas ungenutzt abgeleitet wird. Dieser Schritt besagt lediglich, dass der Reingasstrom vom Bypassstaubstrom getrennt wird. Das Bypass-Reingas wird im weiteren Verfahren zur Verdampfung genutzt.In step (iv), the bypass raw gas reduced by the bypass dust is derived as bypass clean gas. This does not imply, at least not necessarily, that the bypass clean gas is discharged unused. This step simply means that the clean gas stream is separated from the bypass dust stream. The bypass clean gas is used for evaporation in the further process.

In Schritt (v) werden die im Bypassstaub vorhandenen wasserlöslichen Bestandteile, insbesondere Salze, in der wässrigen Phase gelöst. Dies geschieht bevorzugt, indem der Bypassstaub mit der wässrigen Phase vermischt wird. Dadurch, dass der Bypassstaub mit einer wässrigen Phase vermischt wird, lösen sich die hierin enthaltenen wasserlöslichen Bestandteile in der wässrigen Phase. Die nichtlöslichen Bestandteile werden von der gebildeten Aufschlämmung im nachfolgenden Schritt abgetrennt. Die löslichen Bestandteile, die für die Zementklinkerherstellung unerwünscht sind und die sich in der wässrigen Phase lösen, setzen sich im Wesentlichen aus Chloriden und Sulfaten zusammen, können aber auch andere Bestandteile, wie Schwermetalle oder Nitrate enthalten. Die abgetrennten festen (unlöslichen) Bestandteile weisen somit eine wesentlich verringerte Konzentration an unerwünschten Salzen (wie Chloriden) auf. Somit können die abgetrennten unlöslichen Bestandteile in den Zementklinkerbrennprozess zurückgeführt werden, ohne dass dies zur Anreicherung von unerwünschten Substanzen und folglich zu Prozessinstabilität führt. Wie weiter unten näher erläutert, können die abgetrennten festen Bestandteile auch einer intensiven Waschung mit Frischwasser unterzogen werden, um den Gehalt an unerwünschten Bestandteilen weiter zu reduzieren.In step (v), the water-soluble components present in the bypass dust, in particular salts, are dissolved in the aqueous phase. This is preferably done by mixing the bypass dust with the aqueous phase. Because the bypass dust is mixed with an aqueous phase, the water-soluble components contained therein dissolve in the aqueous phase. The insoluble components are separated from the resulting slurry in the subsequent step. The soluble components, which are undesirable for the production of cement clinker and which dissolve in the aqueous phase, are essentially composed of chlorides and sulfates But they also contain other components such as heavy metals or nitrates. The separated solid (insoluble) components therefore have a significantly reduced concentration of undesirable salts (such as chlorides). The separated insoluble components can therefore be returned to the cement clinker burning process without this leading to the accumulation of undesirable substances and consequently to process instability. As explained in more detail below, the separated solid components can also be subjected to intensive washing with fresh water in order to further reduce the content of undesirable components.

Die wässrige Phase kann aus reinem Wasser und ggfs. einem oder mehreren Additiven wie hier beschrieben bestehen. Vorzugsweise wird hierbei Leitungswasser verwendet, es ist allerdings auch möglich, Brauchwasser zu verwenden (d.h. Wasser, das keine Trinkwasserqualität aufweist), was ökonomisch vorteilhaft ist.The aqueous phase can consist of pure water and, if necessary, one or more additives as described here. Tap water is preferably used here, but it is also possible to use industrial water (i.e. water that is not of drinking water quality), which is economically advantageous.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfasst der Schritt (v) ein Aufschlämmen des Bypassstaubs in der wässrigen Phase. Indem die Bypassstäube in Wasser aufgeschlämmt werden, wird ein schnelles Lösen der im Bypassstaub vorhandenen wasserlöslichen Bestandteile, insbesondere Salze, in der wässrigen Phase erreicht.According to a preferred embodiment, step (v) comprises slurrying the bypass dust in the aqueous phase. By slurrying the bypass dust in water, the water-soluble components present in the bypass dust, in particular salts, are quickly dissolved in the aqueous phase.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform erfolgt Schritt (v) unter vorheriger, gleichzeitiger und / oder nachfolgender Zugabe von Calciumchlorid als, vorzugsweise alleinigem wertsalzbildendem, Additiv. Diese Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass neben der Entsalzung der überschüssigen Bypassstaubmengen gleichzeitig ein vermarktungsfähiges Kaliumsalz (Kaliumchlorid) gewonnen werden kann, das außerhalb der Zementindustrie verwertet werden kann. Wenn Calciumchlorid als alleiniges wertsalzbildendem Additiv hinzugefügt wird, wird zwar in Kauf genommen, dass an Stelle mehrerer separiert erzeugter Salze als einziges Produkt Kaliumchlorid gewonnen wird, dessen Reinheit jedoch die Verwertung in einer Reihe industrieller Prozesse ermöglicht. Damit ist auch sichergestellt, dass der Wert des erzeugten Kaliumsalzes den Beschaffungswert des benötigten Additivs übersteigt. Indem Calciumchlorid als, vorzugsweise alleiniges wertsalzbildendes, Additiv vor dem Schritt (vi) hinzugefügt wird, wird außerdem das Verfahren vereinfacht.According to a further preferred embodiment, step (v) takes place with the previous, simultaneous and/or subsequent addition of calcium chloride as, preferably the sole, valuable salt-forming additive. This embodiment is characterized by the fact that, in addition to the desalination of the excess amounts of bypass dust, a marketable potassium salt (potassium chloride) can be obtained at the same time, which can be used outside the cement industry. If calcium chloride is added as the sole valuable salt-forming additive, it is accepted that potassium chloride will be obtained as the only product instead of several separately produced salts, but its purity allows it to be used in a number of industrial processes. This also ensures that the value of the potassium salt produced exceeds the procurement value of the required additive. By adding calcium chloride as, preferably the sole, valuable salt-forming additive before step (vi), the process is also simplified.

Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass Calciumchlorid in einer Menge zugegeben wird, so dass ein stöchiometrisches Verhältnis der Alkali-, und Chloridkonzentration sowie der Calcium- und Sulfatkonzentrationen eingestellt wird. Hierbei wird die im Bypassstaub vorhandene Salzfracht in der wässrigen Phase gelöst, und anschließend die als Sulfationen und Kaliumionen gelöst vorliegende Salzfracht mit Calciumchlorid versehen. Dabei fällt schwerlösliches Calciumsulfat als Feststoff aus. Hierdurch wird erreicht, dass keine Sulfationen in der Lösung verbleiben, die ansonsten als Verunreinigung zu betrachten wären und überdies durch Bildung von Sekundärkristallen betriebliche Probleme bei der nachfolgenden Fest-Flüssig-Trennung verursachen würden.A further preferred embodiment of the method according to the invention provides that calcium chloride is added in an amount so that a stoichiometric ratio of the alkali and chloride concentrations as well as the calcium and sulfate concentrations is set. Here, the salt load present in the bypass dust is dissolved in the aqueous phase, and then the salt load, which is dissolved as sulfate ions and potassium ions, is added with calcium chloride. Poorly soluble calcium sulfate precipitates as a solid. This ensures that no sulfate ions remain in the solution, which would otherwise be considered a contaminant and would also cause operational problems in the subsequent solid-liquid separation through the formation of secondary crystals.

In Schritt (v), d.h. vor Schritt (vi), erfolgt eine Sulfatfällung (bevorzugt mittels Calciumchlorid-Zugabe wie oben beschrieben). Dadurch ist es nicht notwendig, die wässrige Phase in einem separaten Schritt nachzubehandeln. Gegenüber bekannten Lösungen kann das Verfahren so weiter vereinfacht werden.In step (v), i.e. before step (vi), sulfate precipitation takes place (preferably by adding calcium chloride as described above). This means that it is not necessary to treat the aqueous phase in a separate step. Compared to known solutions, the process can be further simplified.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform erfolgt Schritt (v) unter vorheriger, gleichzeitiger und / oder nachfolgender Zugabe eines schwermetallfällenden Additivs wie beispielsweise Natriumsulfid. Besonders bevorzugt erfolgt in Schritt (v), d.h. vor Schritt (vi), die Schwermetallfällung. Dadurch ist es nicht notwendig, Schwermetalle in einem nachfolgenden Schritt auszufällen. Auch dadurch kann das Verfahren weiter vereinfacht werden.According to a further preferred embodiment, step (v) takes place with the previous, simultaneous and / or subsequent addition of a heavy metal-precipitating additive such as sodium sulfide. Heavy metal precipitation particularly preferably takes place in step (v), i.e. before step (vi). This means that it is not necessary to precipitate heavy metals in a subsequent step. This can also further simplify the process.

Um das Verfahren möglichst einfach zu halten, erfolgt gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sowohl die Sulfatfällung als auch die Schwermetallfällung in Schritt (v), d.h. vor Schritt (vi),In order to keep the process as simple as possible, according to a further preferred embodiment, both the sulfate precipitation and the heavy metal precipitation take place in step (v), i.e. before step (vi),

Die weiterhin in der wässrigen Phase gelöst vorliegende Salzfracht besteht nun im Wesentlichen aus Kalium- und Chloridionen, so dass nach Verdampfen der wässrigen Phase Kaliumchlorid in einem relativ hohen Reinheitsgrad gewonnen werden kann.The salt load, which is still dissolved in the aqueous phase, now essentially consists of potassium and chloride ions, so that after evaporation of the aqueous phase, potassium chloride can be obtained in a relatively high degree of purity.

In Schritt (vi) wird die wässrige Phase (samt den darin gelösten Bestandteilen, insbesondere den gelösten Salzen) von der Festphase getrennt. Die in Schritt (vi) anfallende Festphase ist weitgehend von Salzen befreit und kann daher dem Zementproduktionsprozess wieder zugeführt werden. Dies geschieht am sinnvollsten über die Rohmaterialtrocknung, da hier die Restfeuchte dieses Materials nicht stört. Bei Bedarf kann vor der Verwertung eine Konditionierung des feuchten Filterkuchens durch Trocknen oder durch Vermischen mit trockenem Gesteinsmehl vorgenommen werden. Da der feuchte Filterkuchen ein thixotropes Verhalten aufweist und bei der Förderung auf einem Förderband zum Zerfließen neigt, kann durch die vorgenannten Maßnahmen diesem Verhalten entgegengewirkt und so die Fördereigenschaften verbessert werden.In step (vi), the aqueous phase (including the components dissolved therein, in particular the dissolved salts) is separated from the solid phase. The solid phase resulting in step (vi) is largely free of salts and can therefore be fed back into the cement production process. The most sensible way to do this is to dry the raw material, as the residual moisture in this material does not cause any problems. If necessary, the moist filter cake can be conditioned by drying it or mixing it with dry rock powder before use. Since the moist filter cake has a thixotropic behavior and tends to flow when conveyed on a conveyor belt, the aforementioned measures can counteract this behavior and thus improve the conveying properties.

Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht deshalb vor, dass die in Schritt (vi) anfallende Festphase einer dem Zementklinkerbrennprozess vorgeschalteten Rohmaterialtrocknung, ggfs. zusammen mit weiteren Zementbestandteilen, zugeführt wird. Gleichzeitig wird auf diesem Wege eine maximale CO₂-Gutschrift erreicht, da es sich bei dem gewaschenen Bypassstaub um eine bereits vollständig Carbonat-freie Komponente handelt, die im Zementklinkerbrennprozess somit kein CO₂ freisetzt. Durch diese Rückführung des entsalzten Bypassmaterials werden somit je Tonne Bypassstaub ca. 400 bis 450 kg CO₂-Emissionen vermieden. Dies ist auch unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten ein entscheidender Aspekt, da die Zementindustrie national und international in das Emissionshandelssystem eingebunden ist und für jede emittierte Tonne CO₂ Kosten von in Deutschland derzeit ca. 20 Euro zu veranschlagen sind, und dies mit steigender Tendenz.A further preferred embodiment of the method according to the invention therefore provides that the solid phase obtained in step (vi) is fed to a raw material drying process upstream of the cement clinker burning process, if necessary together with other cement components. At the same time, a maximum CO ₂ credit is achieved in this way, since the washed bypass dust is already a completely carbonate-free component, which therefore does not release any CO ₂ in the cement clinker burning process. This return of the desalinated bypass material means that approximately 400 to 450 kg of CO ₂ emissions are avoided per ton of bypass dust. This is also a crucial aspect from an economic point of view, as the cement industry is integrated into the emissions trading system nationally and internationally and costs of around 20 euros are currently estimated in Germany for each ton of CO ₂ emitted, and this is rising.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst der Schritt (vi) ein Abscheiden der ungelösten Bestandteile als Filterkuchen aus der wässrigen Phase mittels Flüssigfiltration. Mit anderen Worten erfolgt die Trennung in Schritt (vi) mittels Flüssigfiltration. Das Filter ist dabei so gewählt, dass die wässrige Phase samt den darin gelösten Bestandteilen durch das Filter auf die Permeatseite tritt, während die Festphase auf der Retentatseite als Filterkuchen zurückgehalten wird.According to a further preferred embodiment, step (vi) comprises separating the undissolved components as filter cake from the aqueous phase by means of liquid filtration. In other words, the separation in step (vi) takes place using liquid filtration. The filter is chosen so that the aqueous phase, including the components dissolved in it, passes through the filter to the permeate side, while the solid phase is retained on the retentate side as a filter cake.

Vorzugsweise erfolgt die Flüssigfiltration mittels Bandfilter oder Kammerfilterpresse(n). Es handelt sich dabei um sehr robuste und erprobte Techniken, die sowohl im kontinuierlichen Betrieb (Bandfilter) als auch durch intermittierende Beaufschlagung (Filterpressen) eine Gegenstromführung wie weiter unten beschrieben ermöglichen. Auf diese Weise lässt sich eine Gegenstromwaschung realisieren. Der Begriff „intermittierende Beaufschlagung“ bezeichnet eine wiederholte Behandlung des Filterkuchens mit Waschflüssigkeit, bei der der bereits ausgepresste Filterkuchen wiederholt mit Waschflüssigkeit versetzt und wieder ausgepresst wird. Bei der Waschflüssigkeit handelt es sich dabei vorzugsweise um Frischwasser oder ein durch Auspressen des Filterkuchens erhaltenes Permeat wie weiter unten näher ausgeführt.Liquid filtration is preferably carried out using a belt filter or chamber filter press(es). These are very robust and tried-and-tested technologies that enable countercurrent flow, as described below, both in continuous operation (belt filters) and through intermittent application (filter presses). In this way, countercurrent washing can be implemented. The term “intermittent exposure” refers to repeated treatment of the filter cake with washing liquid, in which the filter cake that has already been pressed out is repeatedly mixed with washing liquid and pressed out again. The washing liquid is preferably fresh water or a permeate obtained by pressing out the filter cake, as explained in more detail below.

Des Weiteren kann durch den Bandfilter oder die Kammerfilterpresse(n) eine weitgehende Entwässerung erreicht werden. Dies geschieht beim Bandfilter dadurch, dass der Filterkuchen durch Anlegen eines Vakuums entwässert wird, und bei der Filterpresse dadurch, dass der Filterkuchen durch mechanischen Druck ausgepresst wird.Furthermore, extensive drainage can be achieved using the belt filter or the chamber filter press(es). In the case of a belt filter, this happens by dewatering the filter cake by applying a vacuum, and in the case of a filter press by pressing out the filter cake using mechanical pressure.

Um die Salzfracht im Filterkuchen weiter zu reduzieren ist bevorzugt, dass der am Filter abgeschiedene Filterkuchen mit auf Wasser basierender Waschflüssigkeit gespült wird. Dadurch wird einerseits eine Verdünnung der im Filterkuchen vorhandenen wässrigen Phase erreicht und andererseits möglicherweise noch ungelöst vorliegende wasserlösliche Bestandteile, die bspw. aufgrund deren Löslichkeitsgrenze nicht gelöst werden konnten, gelöst.In order to further reduce the salt load in the filter cake, it is preferred that the filter cake deposited on the filter is rinsed with water-based washing liquid. On the one hand, this achieves a dilution of the aqueous phase present in the filter cake and, on the other hand, dissolves possibly still undissolved water-soluble components that could not be dissolved, for example due to their solubility limit.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung erfolgt die Flüssigfiltration mehrstufig. Vorzugsweise wurde die Waschflüssigkeit, mit dem eine stromaufwärts angeordnete Filterstufe gespült wird, zuvor zum Spülen einer weiter stromabwärts angeordneten Filterstufe verwendet wurde. Mit anderen Worten wird die Flüssigfiltration im Gegenstrom zur Waschmittelzufuhr gefahren, so dass die letzte Filterstufe mit sauberem Waschmittel, vorzugsweise Frischwasser gespült wird, während das hierbei anfallende Permeat zum Spülen der vorletzten Filterstufe verwendet wird, usw. Das Permeat der ersten Filterstufe kann anschließend als wässrige Phase in Schritt (v) verwendet werden. In diesem mehrstufigen Waschprozess können die in der wässrigen Phase enthaltenen wasserlöslichen Bestandteile von dem unlöslichen Anteil des Bypassstaubes getrennt werden. Dadurch können die mit dem Spülen des Filterkuchens verbundenen Vorteile erreicht werden und gleichzeitig der Wasserbedarf reduziert werden. Der unlösliche Anteil des Bypassstaubes kann der Zementherstellung zurückgeführt werden.In a further preferred embodiment of the invention, the liquid filtration takes place in several stages. Preferably, the washing liquid with which a filter stage arranged upstream is rinsed was previously used to rinse a filter stage arranged further downstream. In other words, the liquid filtration is carried out in countercurrent to the detergent supply, so that the last filter stage is rinsed with clean detergent, preferably fresh water, while the resulting permeate is used to rinse the penultimate filter stage, etc. The permeate of the first filter stage can then be used as aqueous Phase can be used in step (v). In this multi-stage washing process, the water-soluble components contained in the aqueous phase can be separated from the insoluble portion of the bypass dust. This allows the benefits associated with rinsing the filter cake to be achieved while reducing water requirements. The insoluble portion of the bypass dust can be traced back to cement production.

Bei dem sauberen Waschmittel handelt es sich vorzugsweise um Warmwasser mit einer Temperatur von mindestens 30°C, bevorzugt mindestens 40°C, weiter bevorzugt mindestens 50°C, weiter bevorzugt mindestens 60°C, am meisten bevorzugt mindestens 70°C. Weiter bevorzugt beträgt die Warmwassertemperatur höchstens 90°C, weiter bevorzugt höchstens 85°C, am meisten bevorzugt höchstens 80°C. Da die Löslichkeit von Kaliumchlorid in Wasser mit steigender Temperatur zunimmt, während die Löslichkeit von Sulfaten in Wasser mit steigender Temperatur sinkt, kann durch Wahl der Wassertemperatur die Trennung von Wertsalz und Sulfaten verbessert werden.The clean detergent is preferably warm water with a temperature of at least 30°C, preferably at least 40°C, more preferably at least 50°C, more preferably at least 60°C, most preferably at least 70°C. More preferably, the hot water temperature is at most 90°C, more preferably at most 85°C, most preferably at most 80°C. Since the solubility of potassium chloride in water increases with increasing temperature, while the solubility of sulfates in water decreases with increasing temperature, the separation of valuable salt and sulfates can be improved by choosing the water temperature.

Bei der abgetrennten Festphase handelt es sich vorzugsweise um Bypassstaub, dessen Chlorid- und Kaliumgehalt gegenüber dem in Schritt (i) bereitgestellten Bypassstaub reduziert ist, während der Gehalt an Calcium infolge des Eintrags durch das Additiv und dessen Ausfällung als Calciumsulfat erhöht ist. Die abgetrennte wässrige Phase ist vorzugsweise reich an Kalium und Chlorid. Dies wird insbesondere dann erreicht, wenn in Schritt (v) Calciumchlorid als alleiniges wertsalzbildendes Additiv zugefügt wird. In dem Fall wird im Bypassstaub vorliegendes Sulfat als schwerlösliches Calciumsulfat ausgefällt, während im Bypassstaub vorhandenes Chlorid und Kalium gemeinsam mit dem mit dem Additiv zusätzlich eingeführtem Chlorid in der wässrigen Phase gelöst wird.The separated solid phase is preferably bypass dust, the chloride and potassium content of which is reduced compared to the bypass dust provided in step (i), while the calcium content is increased as a result of the entry by the additive and its precipitation as calcium sulfate. The separated aqueous phase is preferably rich in potassium and chloride. This is achieved in particular if calcium chloride is added as the sole valuable salt-forming additive in step (v). In this case, sulfate present in the bypass dust is precipitated as poorly soluble calcium sulfate, while sulfate present in the bypass dust Chloride and potassium are dissolved in the aqueous phase together with the chloride additionally introduced with the additive.

In Schritt (vii) wird die von der Festphase getrennte wässrige Phase unter Nutzung der Restwärme des Bypass-Reingases verdampft. Dies erfolgt mittels Sprühtrockner. Dadurch können die gelösten Bestandteile, insbesondere Salze, bevorzugt Kaliumchlorid, in einem Gewebefilter als trockener Wertstoff abgeschieden werden.In step (vii), the aqueous phase separated from the solid phase is evaporated using the residual heat of the bypass clean gas. This is done using a spray dryer. As a result, the dissolved components, in particular salts, preferably potassium chloride, can be separated out in a fabric filter as dry valuable material.

In einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens, besteht der nach dem Verdampfen der wässrigen Phase zurückbleibende Feststoff zu mindestens 70 %, bevorzugt mindestens 75 %, weiter bevorzugt mindestens 80 %, weiter bevorzugt mindestens 85 %, am meisten bevorzugt mindestens 90 % (w/w) aus Kaliumchlorid, jeweils bezogen auf das Trockengewicht. Insbesondere dann, wenn in Schritt (v) Calciumchlorid als alleiniges Additiv zugefügt wird, besteht der gewonnene Feststoff zu über 90% (w/w) aus Kaliumchlorid.In a preferred embodiment of the process according to the invention, the solid remaining after the evaporation of the aqueous phase consists of at least 70%, preferably at least 75%, more preferably at least 80%, more preferably at least 85%, most preferably at least 90% (w/w ) from potassium chloride, based on dry weight. In particular, if calcium chloride is added as the sole additive in step (v), the solid obtained consists of over 90% (w/w) of potassium chloride.

Weitere Aspekte und Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.Further aspects and embodiments of the present invention are described below with reference to the drawings.

In den Zeichnungen zeigen:

1 ein Anlagen- und Prozessschema zur Behandlung von Bypassstaub gemäß einer bevorzugten Ausführungsform;
2 ein Anlagen- und Prozessschema zur Behandlung von Bypassstaub gemäß der Ausführungsform von 1 im Verbund mit einem Zementherstellungswerk;
3 ein Anlagen- und Prozessschema zum Waschen von Bypassstaub gemäß einer bevorzugten Ausführungsform.
4 ein Anlagen- und Prozessschema zur Verdampfung mittels nicht abgekühltem entstaubten Bypass-Rohgas gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.

Shown in the drawings:

1 a system and process diagram for treating bypass dust according to a preferred embodiment;
2 a system and process diagram for the treatment of bypass dust according to the embodiment of 1 in association with a cement manufacturing plant;
3 a system and process diagram for washing bypass dust according to a preferred embodiment.
4 a system and process diagram for evaporation using uncooled, dedusted bypass raw gas according to a preferred embodiment of the invention.

Für die mit einzelnen Merkmalen und Ausführungsformen der nachfolgenden Aspekte verbundenen Vorteile wird auf die Beschreibung des erfindungsgemäßen Verfahrens verweisen. Des Weiteren stellen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens entsprechende Ausführungsformen der nachfolgenden Aspekte dar.For the advantages associated with individual features and embodiments of the following aspects, reference is made to the description of the method according to the invention. Furthermore, embodiments of the method according to the invention represent corresponding embodiments of the following aspects.

Wie in 1 gezeigt, umfasst die erfindungsgemäße Anlage 1 zur Behandlung von Bypassstaub:

(i) eine Bypass-Rohgasleitung 10, 10a, 10b zur Leitung von Bypass-Rohgas, wobei die Bypass-Rohgasleitung vorzugsweise mit einem Zementklinkerbrennofen verbunden ist;
(ii) ggfs. einen Verdampfungskühler 20, der in einen Abschnitt der Bypass-Rohgasleitung 10, 10a dazwischengeschaltet ist;
(iii) mindestens eine mit der Bypass-Rohgasleitung 10, 10a, 10b verbundene Abscheidevorrichtung 30 zum Abscheiden von festen Bestandteilen aus dem, ggfs. abgekühlten, Bypass-Rohgas als Bypassstaub;
(iv) mindestens eine mit der mindestens einen Abscheidevorrichtung 30 verbundene Bypass-Reingasleitung 12a, 12b zum Ableiten des um den Bypassstaub reduzierten Bypass-Rohgases als Bypass-Reingas;
(v) einen stromabwärts von der mindestens einen Abscheidevorrichtung 30 angeordneten Behälter 40 zum Lösen von im Bypassstaub vorhandenen wasserlöslichen Bestandteilen, insbesondere Salzen, in einer wässrigen Phase;
(vi) eine stromabwärts von dem Behälter 40 angeordnete Fest-Flüssig-Trennvorrichtung 50 zum Trennen der wässrigen Phase von der Festphase; und
(vii) einen mit der Bypass-Reingasleitung 12a, 12b verbundener Verdampfer 60 zum Verdampfen der wässrigen Phase;

wobei der Verdampfer 60 über die Bypass-

Reingasleitung

12a, 12b, über die Abscheidevorrichtung 30 und ggfs. über den Verdampfungskühler 20 mit der Bypass-

Rohgasleitung

10, 10a, 10b verbunden ist, so dass mit dem Bypass-Reingas transportierte Wärme genutzt werden kann, um die wässrige Phase im Verdampfer 60 zu verdampfen.As in 1 shown, the system 1 according to the invention for the treatment of bypass dust includes:

(i) a bypass raw gas line 10, 10a, 10b for conducting bypass raw gas, the bypass raw gas line preferably being connected to a cement clinker kiln;
(ii) if necessary, an evaporative cooler 20, which is interposed in a section of the bypass raw gas line 10, 10a;
(iii) at least one separating device 30 connected to the bypass raw gas line 10, 10a, 10b for separating solid components from the, if necessary cooled, bypass raw gas as bypass dust;
(iv) at least one bypass clean gas line 12a, 12b connected to the at least one separation device 30 for discharging the bypass raw gas reduced by the bypass dust as bypass clean gas;
(v) a container 40 arranged downstream of the at least one separation device 30 for dissolving water-soluble components, in particular salts, present in the bypass dust in an aqueous phase;
(vi) a solid-liquid separator 50 disposed downstream of the container 40 for separating the aqueous phase from the solid phase; and
(vii) an evaporator 60 connected to the bypass clean gas line 12a, 12b for evaporating the aqueous phase;

wherein the evaporator 60 is connected to the bypass

raw gas line

10, 10a, 10b via the bypass

clean gas line

12a, 12b, via the separation device 30 and possibly via the evaporation cooler 20, so that heat transported with the bypass clean gas can be used, to evaporate the aqueous phase in the evaporator 60.

Weiter ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Abscheidevorrichtung eine Staubfiltervorrichtung ist und als Filter ein temperaturbeständiges und / oder ein hochtemperbeständiges Filter dient, der Behälter als gerührter Behälter zum Aufschlämmen des Bypassstaubs in der wässrigen Phase ausgestaltet ist, die Fest-Flüssig-Trennvorrichtung eine Flüssigfiltervorrichtung ist und die Flüssigfiltervorrichtung einen Bandfilter oder Kammerfilterpresse(n) umfasst, die Flüssigfiltervorrichtung mehrstufig ausgestaltet ist und eine Wasserversorgungsleitung im Gegenstrom zu den Filterstufen angeordnet ist und in den Behälter mündet und der Verdampfer als Sprühtrockner ausgestaltet ist.Furthermore, it is provided according to the invention that the separation device is a dust filter device and a temperature-resistant and / or a high-temperature-resistant filter serves as a filter, the container is designed as a stirred container for slurrying the bypass dust in the aqueous phase, the solid-liquid separation device is a liquid filter device and the liquid filter device comprises a belt filter or chamber filter press(es), the liquid filter device is designed in multiple stages and a water supply line is arranged in countercurrent to the filter stages and opens into the container and the evaporator is designed as a spray dryer.

Der Begriff „Bypass-Rohgasleitung“ bezeichnet eine Leitung, die von dem Hauptstrom der zur Zementklinkerherstellung benötigten Ausgangsstoffe abzweigt.The term “bypass raw gas line” refers to a line that branches off from the main stream of raw materials required for cement clinker production.

Wie in 2 gezeigt, wird die erfindungsgemäße Anlage vorzugsweise im Verbund mit einem Zementherstellungswerk betrieben. Hierfür ist in einer bevorzugten Ausführungsform die Bypass-Rohgasleitung 10 mit einem Zementklinkerbrennofen 110 eines Zementherstellungswerks 100 verbunden. Typischerweise sind zwischen der Bypass-Rohgasleitung 10 und dem Zementklinkerbrennofen 110 weitere Anlagenkomponenten angeordnet, wie beispielsweise ein Wärmetauscher 102 und / oder eine Mischkammer 104, in der Bypass-Rohgas mit Umgebungsluft, die mittels einem Gebläse 106 in die Mischkammer 104 eingeblasen werden kann, gemischt werden kann, um das aus dem Ofen 110 stammende Bypass-Rohgas einer ersten Abkühlung zu unterziehen (wie oben näher beschrieben).As in 2 shown, the system according to the invention is preferably operated in conjunction with a cement manufacturing plant. For this purpose, in a preferred embodiment, the bypass Raw gas line 10 is connected to a cement clinker kiln 110 of a cement manufacturing plant 100. Typically, further system components are arranged between the bypass raw gas line 10 and the cement clinker kiln 110, such as a heat exchanger 102 and / or a mixing chamber 104, in which bypass raw gas is mixed with ambient air, which can be blown into the mixing chamber 104 by means of a blower 106 can be used to subject the bypass raw gas coming from the furnace 110 to a first cooling (as described in more detail above).

Wie des Weiteren in 1 und 2 angedeutet wird, kann der optionale Verdampfungskühler 20 als Kühlturm ausgestaltet sein, in dem das Bypass-Rohgas, ggfs. zusätzlich zu der vorgenannten ersten Abkühlung, durch Eindüsen von feinem Wassernebel auf die gewünschte Temperatur abgekühlt wird.As further in 1 and 2 is indicated, the optional evaporation cooler 20 can be designed as a cooling tower in which the bypass raw gas, if necessary in addition to the aforementioned first cooling, is cooled to the desired temperature by injecting fine water mist.

Stromabwärts des optionalen Verdampfungskühlers 20 ist die Bypass-Rohgasleitung 10a mit der Abscheidevorrichtung 30 verbunden.Downstream of the optional evaporation cooler 20, the bypass raw gas line 10a is connected to the separation device 30.

In der erfindungsgemäßen Anlage ist die Abscheidevorrichtung 30 als Staubfiltervorrichtung ausgestaltet. Als Filter dient ein herkömmliches temperaturbeständiges Gewebefilter oder ein hochtemperaturbeständiges Filter, vorzugsweise ein Keramikfilter. Um den für die Filtration erforderlichen Transmembrandruck zu erzeugen, ist vorzugweise in der Bypass-Reingasleitung 12a ein Gebläse 32 vorgesehen. Das Gebläse 32 ist dabei so ausgelegt, dass es das Bypass-Rohgas vom Ofen 110 durch den optionalen Verdampfungskühler 20 und die Abscheidevorrichtung in die Bypass-Reingasleitung 12a zieht. Der an der Abscheidevorrichtung 30 abgeschiedene Bypassstaub wird anschließend über eine Bypassstaub-Förderstrecke 14 zum Behälter 40 transportiert. Bei der Bypassstaub-Förderstrecke 14 kann es sich um ein Leitungsrohr handeln, durch das der Bypassstaub pneumatisch gefördert wird. Alternativ kann es sich um eine Förderschnecke, um ein Förderband oder um ein Förderfahrzeug handeln, mittels dem der Bypassstaub zum Behälter 40 befördert wird. Als weitere Möglichkeit ist hier ein manuelles Verbringen des Bypassstaubs zum Behälter 40. Vorzugsweise handelt es sich bei der Bypassstaub-Förderstrecke 14 um ein pneumatisch betriebenes Leitungsrohr oder eine Förderschnecke.In the system according to the invention, the separating device 30 is designed as a dust filter device. A conventional temperature-resistant fabric filter or a high-temperature-resistant filter, preferably a ceramic filter, serves as the filter. In order to generate the transmembrane pressure required for filtration, a blower 32 is preferably provided in the bypass clean gas line 12a. The blower 32 is designed so that it draws the bypass raw gas from the furnace 110 through the optional evaporation cooler 20 and the separator into the bypass clean gas line 12a. The bypass dust separated at the separation device 30 is then transported to the container 40 via a bypass dust conveyor line 14. The bypass dust conveying section 14 can be a line pipe through which the bypass dust is conveyed pneumatically. Alternatively, it can be a screw conveyor, a conveyor belt or a conveyor vehicle by means of which the bypass dust is transported to the container 40. Another option here is to manually transport the bypass dust to the container 40. The bypass dust conveying section 14 is preferably a pneumatically operated line pipe or a screw conveyor.

Nachfolgend wird insbesondere auf 3 Bezug genommen, die sowohl bevorzugte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Anlage 1 als auch einen eigenständigen Aspekt der gegenwärtigen Erfindung illustriert. Insbesondere betrifft dieser eigenständige Aspekt die Lehre, im Bypassstaub vorhandene wasserlösliche Salze, insbesondere Sulfate, durch Zugabe eines geeigneten Additivs oder mehrerer geeignete Additive, bevorzugt durch Zugabe von Calciumchlorid und einem schwermetallfällenden Additiv, auszufällen, bevor das Abscheiden mittels Flüssig-Trennvorrichtung 50 erfolgt. Die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren beschriebenen Merkmale und Ausführungsformen betreffend diesen Verfahrensabschnitt stellen auch entsprechende Merkmale und Ausführungsformen dieses eigenständigen Aspekts dar.The following will be discussed in particular 3 Reference is made, which illustrates both preferred embodiments of the system 1 according to the invention and an independent aspect of the present invention. In particular, this independent aspect relates to the teaching of precipitating water-soluble salts, in particular sulfates, present in the bypass dust by adding a suitable additive or several suitable additives, preferably by adding calcium chloride and a heavy metal-precipitating additive, before the separation takes place using a liquid separation device 50. The features and embodiments described in connection with the method according to the invention relating to this method section also represent corresponding features and embodiments of this independent aspect.

Im Behälter 40 werden im Bypassstaub vorhandene wasserlösliche Bestandteile, insbesondere Salze, in der wässrigen Phase gelöst. Erfindungsgemäß ist der Behälter 40 hierfür als gerührter Behälter zum Aufschlämmen des Bypassstaubs in der wässrigen Phase ausgestaltet.In the container 40, water-soluble components present in the bypass dust, in particular salts, are dissolved in the aqueous phase. According to the invention, the container 40 is designed as a stirred container for slurrying the bypass dust in the aqueous phase.

Über eine Förderstrecke 16 kann der Behälter 40 mit der Fest-Flüssig-Trennvorrichtung 50 verbunden sein, um den im Behälter 40 erzeugten Schlamm in die Fest-Flüssig-Trennvorrichtung 50 zu überführen. Die Förderstrecke 16 ist im weitesten Sinne als eine bloße Darstellungsweise der Anordnung der Komponenten der erfindungsgemäßen Anlage relativ zueinander und relativ zum sich durch das erfindungsgemäße Verfahren ergebenden Strom der zu befördernden festen, flüssigen und / oder gasförmigen Bestandteile zu verstehen. Bevorzugt handelt es sich bei der Förderstrecke 16 um einen Leitungsabschnitt, durch den der Schlamm gepumpt wird.The container 40 can be connected to the solid-liquid separation device 50 via a conveyor section 16 in order to transfer the sludge generated in the container 40 into the solid-liquid separation device 50. The conveying section 16 is to be understood in the broadest sense as a mere representation of the arrangement of the components of the system according to the invention relative to one another and relative to the flow of solid, liquid and / or gaseous components to be conveyed resulting from the method according to the invention. The conveying section 16 is preferably a line section through which the sludge is pumped.

In der erfindungsgemäßen Anlage ist die Fest-Flüssig-Trennvorrichtung 50 als Flüssigfiltervorrichtung ausgestaltet. Dabei ist das Filter derart ausgestaltet, dass ungelöste Bestandteile im Retentat zurückgehalten werden und sich die gelösten Bestandteile zusammen mit der wässrigen Phase im Permeat anreichern.In the system according to the invention, the solid-liquid separation device 50 is designed as a liquid filter device. The filter is designed in such a way that undissolved components are retained in the retentate and the dissolved components accumulate in the permeate together with the aqueous phase.

Die als Flüssigfiltervorrichtung ausgestaltete Fest-Flüssig-Trennvorrichtung 50 umfasst einen Bandfilter oder Kammerfilterpresse(n).The solid-liquid separation device 50, designed as a liquid filter device, comprises a belt filter or chamber filter press(es).

Erfindungsgemäß ist die Flüssigfiltervorrichtung mehrstufig ausgeführt. Ferner ist vorgesehen, dass eine (Warm-)Wasserversorgung 18a, 18b, 18c, 18n im Gegenstrom zu den Filterstufen angeordnet ist und in den Behälter 40 mündet. Hierzu kann die am weitesten stromabwärts angeordnete n-te Filterstufe retentatseitig über einen ersten Wasserversorgungsabschnitt 18a mit einer (Warm-)Wasserquelle 55 verbunden sein. Die Permeatseite der am weitesten stromabwärts angeordnete Filterstufe kann über einen zweiten Wasserversorgungsabschnitt 18b mit der Retentatseite einer weiter stromaufwärts angeordneten Filterstufe verbunden sein, usw. Die Permeatseite der zweiten Filterstufe, die der am weitesten stromaufwärts angeordneten ersten Filterstufe folgt, kann schließlich über einen n-ten Wasserversorgungsabschnitt 18n mit dem Behälter 40 verbunden sein. Der Wasserversorgungsabschnitt 18a, der Wasserversorgungsabschnitt 18b, der Wasserversorgungsabschnitt 18c und / oder der Wasserversorgungsabschnitt 18n ist im weitesten Sinne als eine bloße Darstellungsweise der Anordnung der Komponenten der erfindungsgemäßen Anlage relativ zueinander und relativ zum sich durch das erfindungsgemäße Verfahren ergebenden Strom der zu befördernden festen, flüssigen und / oder gasförmigen Bestandteile zu verstehen. Bevorzugt ist der Wasserversorgungsabschnitt 18a, der Wasserversorgungsabschnitt 18b, der Wasserversorgungsabschnitt 18c und / oder der Wasserversorgungsabschnitt 18n als Wasserleitung ausgebildet. Es ist jedoch auch möglich, einen Teil oder alle Filterstufen anderweitig, bspw. manuell über entsprechende Vorratsbehälter, mit Wasser zu versorgen.According to the invention, the liquid filter device is designed in multiple stages. Furthermore, it is provided that a (hot) water supply 18a, 18b, 18c, 18n is arranged in countercurrent to the filter stages and flows into the container 40. For this purpose, the nth filter stage arranged furthest downstream can be connected to a (warm) water source 55 on the retentate side via a first water supply section 18a. The permeate side of the most downstream filter stage can be connected via a second water supply section 18b to the retentate side of a further upstream filter stage, etc. The permeate side of the second filter stage, which follows the most upstream first filter stage, can finally be connected via an n- th water supply section 18n can be connected to the container 40. The water supply section 18a, the water supply section 18b, the water supply section 18c and / or the water supply section 18n is in the broadest sense as a mere representation of the arrangement of the components of the system according to the invention relative to one another and relative to the flow of solid, liquid to be conveyed resulting from the method according to the invention and/or gaseous components. The water supply section 18a, the water supply section 18b, the water supply section 18c and/or the water supply section 18n is preferably designed as a water pipe. However, it is also possible to supply some or all of the filter stages with water in another way, for example manually via appropriate storage containers.

Anschließend kann, wie in 1 und 2 dargestellt ist, die nach Abtrennung der Festphase übrigbleibende wässrige Phase über eine weitere Förderstrecke 17 dem Verdampfer 60 zugeführt werden. Ist die Fest-Flüssig-Trennvorrichtung 50 als mehrstufige Flüssigfiltervorrichtung ausgeführt, ist die Förderstrecke 17 vorzugsweise mit der Permeatseite der am weitesten stromaufwärts angeordneten ersten Filterstufe verbunden, da das hier erhaltene Permeat die höchste Salzfracht aufweist. Die Förderstrecke 17 ist wiederum im weitesten Sinne als eine bloße Darstellungsweise der Anordnung der Komponenten der erfindungsgemäßen Anlage relativ zueinander und relativ zum sich durch das erfindungsgemäße Verfahren ergebenden Strom der zu befördernden festen, flüssigen und / oder gasförmigen Bestandteile zu verstehen. Bevorzugt handelt es sich bei der Förderstrecke 17 um einen Leitungsabschnitt, durch den die Salz-Lösung gepumpt wird.Then, as in 1 and 2 is shown, the aqueous phase remaining after the solid phase has been separated off is fed to the evaporator 60 via a further conveying section 17. If the solid-liquid separation device 50 is designed as a multi-stage liquid filter device, the conveying section 17 is preferably connected to the permeate side of the first filter stage located furthest upstream, since the permeate obtained here has the highest salt load. The conveying section 17 is again to be understood in the broadest sense as a mere representation of the arrangement of the components of the system according to the invention relative to one another and relative to the flow of solid, liquid and / or gaseous components to be conveyed resulting from the method according to the invention. The conveying section 17 is preferably a line section through which the salt solution is pumped.

Die Wasserversorgungsleitung 18a, 18b, 18c, 18n kann eine oder mehr Pumpen (in 1 nicht dargestellt) aufweisen. Eine weitere Pumpe (in 1 nicht dargestellt) kann in dem Leitungsabschnitt 16 angeordnet sein. Des Weiteren kann eine Pumpe (in 1 nicht dargestellt) in dem Leitungsabschnitt 17 angeordnet sein.The water supply line 18a, 18b, 18c, 18n can have one or more pumps (in 1 not shown). Another pump (in 1 not shown) can be arranged in the line section 16. Furthermore, a pump (in 1 not shown) may be arranged in the line section 17.

Im Verdampfer 60 erfolgt das Verdampfen der wässrigen Phase unter Nutzung der Restwärme des Bypass-Reingases. Hierzu kann zumindest ein Teilstrom des Bypass-Reingases aus der Bypass-Reingasleitung 12a mithilfe des Gebläses 62 in einen Leitungsabschnitt 12b abgezweigt und durch den Verdampfer 60 sowie einen Gewebefilter 65, in dem der verbleibende Feststoff, insbesondere Kaliumchlorid, in einem Gewebefilter 65 als trockener Wertstoff abgeschieden wird, gezogen werden. Dabei ist der Verdampfer 60 als Sprühtrockner ausgestaltet.In the evaporator 60, the aqueous phase is evaporated using the residual heat of the bypass clean gas. For this purpose, at least a partial flow of the bypass clean gas from the bypass clean gas line 12a can be branched off into a line section 12b using the blower 62 and through the evaporator 60 and a fabric filter 65, in which the remaining solid, in particular potassium chloride, in a fabric filter 65 as a dry recyclable material is deposited, drawn. The evaporator 60 is designed as a spray dryer.

Optional kann ein Teil des getrockneten und abgeschiedenen (partikulären) Wertstoffs über eine Förderstrecke 19 rezykliert und mit dem Leitungsabschnitt 12b stromaufwärts zum Verdampfer 60 zugeführt werden. Als Vorteil dieser optionalen Maßnahme ergibt sich, dass durch Zugabe des Wertstoffs zum Verdampfungsschritt die Körnung des sich im Verdampfungsschritt bildenden Feststoffs beeinflusst werden kann. Die Förderstrecke 19 ist vorzugsweise als pneumatische Leitung oder Förderschnecke ausgestaltet.Optionally, part of the dried and separated (particulate) valuable material can be recycled via a conveyor section 19 and fed upstream to the evaporator 60 via the line section 12b. The advantage of this optional measure is that by adding the valuable material to the evaporation step, the grain size of the solid that forms in the evaporation step can be influenced. The conveyor section 19 is preferably designed as a pneumatic line or screw conveyor.

In 4 ist eine Ausführungsform dargestellt, in der zwei Abscheidevorrichtungen verwendet werden. Diese bestehen vorzugsweise aus zwei parallel angeordneten Filtern, einem hochtemperaturbeständigen Filter 35 wie einem Keramikfilter und einem (weniger) temperaturbeständigen Filter 30 wie einem herkömmlichen Gewebefilter. Vorteilhaft an dieser Ausführungsform ist, dass heißeres Bypass-Rohgas mithilfe des hochtemperaturbeständigen Filters 35 entstaubt werden kann als dies mit dem (weniger) temperaturbeständigen Filter 30 möglich ist. Folglich kann das hochtemperaturbeständige Filter 35 über Leitungsabschnitt 10b mit der Bypass-Rohgasleitung 10 stromaufwärts vom dem Verdampfungskühler 20 verbunden werden, während das (weniger) temperaturbeständige Filter 30 über Leitungsabschnitt 10a mit der Bypass-Rohgasleitung 10 stromabwärts vom dem Verdampfungskühler 20 verbunden werden kann. Indem durch das hochtemperaturbeständige Filter 35 heißeres Bypass-Reingas erzeugt werden kann, ist es möglich, mit geringerer Gasmenge die für die Verdampfung notwendige Wärmemenge bereitzustellen. Der Verdampfer 60 und der Filter 65 können kleiner ausgelegt werden.In 4 An embodiment is shown in which two separating devices are used. These preferably consist of two filters arranged in parallel, a high-temperature-resistant filter 35 such as a ceramic filter and a (less) temperature-resistant filter 30 such as a conventional fabric filter. The advantage of this embodiment is that hotter bypass raw gas can be dedusted using the high-temperature-resistant filter 35 than is possible with the (less) temperature-resistant filter 30. Consequently, the high-temperature-resistant filter 35 can be connected via line section 10b to the bypass raw gas line 10 upstream of the evaporative cooler 20, while the (less) temperature-resistant filter 30 can be connected via line section 10a to the bypass raw gas line 10 downstream of the evaporative cooler 20. Because hotter bypass clean gas can be generated by the high-temperature-resistant filter 35, it is possible to provide the amount of heat necessary for evaporation with a smaller amount of gas. The evaporator 60 and the filter 65 can be made smaller.

Der an beiden Filtern 30, 35 abgeschiedene Bypassstaub kann über die Förderstrecke 14 dem Behälter zugeführt werden und wie hier beschrieben weiter behandelt werden. Um das heiße Bypass-Reingas durch den Verdampfer 60 in den Filter 65 zu befördern ist im Leitungsabschnitt 12b ein Gebläse 62 angeordnet. Über Förderstrecke 19 ist eine Rezyklierung des Wertstoffs möglich. Ergänzend wird auf die entsprechenden Textpassagen zu den in den 1 bis 3 gezeigten Ausführungsformen verwiesen, die für diese Ausführungsform entsprechend zutreffen.The bypass dust separated on both filters 30, 35 can be fed to the container via the conveyor section 14 and further treated as described here. In order to convey the hot bypass clean gas through the evaporator 60 into the filter 65, a blower 62 is arranged in the line section 12b. Recycling of the recyclable material is possible via conveyor section 19. In addition, reference is made to the corresponding text passages in the 1 to 3 shown embodiments, which apply accordingly to this embodiment.

Die im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Anlage beschriebenen Merkmale und Ausführungsformen stellen entsprechende Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens dar.The features and embodiments described in connection with the system according to the invention represent corresponding embodiments of the method according to the invention.

Weitere Aspekte, Ausführungsformen und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den nachfolgenden Ansprüchen.Further aspects, embodiments and advantages of the present invention emerge from the following claims.

Claims

Method for treating bypass dust comprising the steps: (i) providing raw bypass gas, wherein the raw bypass gas provided is preferably withdrawn from a cement clinker burning process; (ii) if necessary, cooling the bypass raw gas provided; (iii) separating solid components from the provided, possibly cooled, bypass raw gas as bypass dust; (iv) diverting the bypass raw gas reduced by the bypass dust as bypass clean gas; (v) dissolving water-soluble components present in the bypass dust, in particular salts, in an aqueous phase; (vi) separating the aqueous phase from the solid phase; and (vii) evaporation of the aqueous phase; wherein heat transported with the bypass clean gas is used to evaporate the aqueous phase in step (vii), wherein in step (v) a sulfate precipitation and, if necessary, a heavy metal precipitation takes place and the evaporation of the aqueous phase takes place using a spray dryer.

Procedure according to Claim 1 , wherein the bypass raw gas provided, if necessary after cooling, has a temperature of at most 500 ° C, preferably at most 450 ° C, more preferably at most 400 ° C, most preferably at most 350 ° C and / or a temperature of at least 100 ° C, preferably at least 150 °C, more preferably at least 200 °C, most preferably at least 250 °C.

Procedure according to Claim 2 , wherein the deposition in step (iii) takes place by means of dust filtration and a temperature-resistant and / or a high-temperature-resistant filter serves as the filter.

A method according to any one of the preceding claims, wherein step (v) comprises slurrying the bypass dust in the aqueous phase.

Method according to one of the preceding claims, wherein the sulfate precipitation is carried out by adding calcium chloride, preferably calcium chloride being added in an amount so that a stoichiometric ratio of the alkali and chloride concentrations as well as the calcium and sulfate concentrations is set.

Method according to one of the preceding claims, wherein the solid phase resulting in step (vi) is fed to a raw material drying process upstream of the cement clinker burning process, if necessary together with other raw material components.

Method according to one of the preceding claims, wherein step (vi) comprises separating the undissolved components as filter cake from the aqueous phase by means of liquid filtration, the liquid filtration preferably taking place using belt filters or chamber filter press(es).

Procedure according to Claim 7 , whereby the filter cake deposited on the filter is rinsed with water and / or where the liquid filtration takes place in multiple stages, preferably in countercurrent.

Method according to one of the preceding claims, wherein after evaporation of the aqueous phase, the dry substance is at least 70%, preferably at least 75%, more preferably at least 80%, more preferably at least 85%, most preferably at least 90% (w/w). KCI exists.

Plant for treating bypass dust with (i) a bypass raw gas line for conducting bypass raw gas, the bypass raw gas line preferably being connected to a cement clinker kiln; (ii) if necessary, an evaporative cooler which is interposed in a section of the bypass raw gas line; (iii) at least one separation device connected to the bypass raw gas line for separating solid components from the, if necessary cooled, bypass raw gas as bypass dust; (iv) at least one bypass clean gas line connected to the at least one separation device for discharging the bypass raw gas reduced by the bypass dust as bypass clean gas; (v) a container arranged downstream of the at least one separation device for dissolving water-soluble components present in the bypass dust, in particular salts, in an aqueous phase; (vi) a solid-liquid separator arranged downstream of the container for separating the aqueous phase from the solid phase; and (vii) an evaporator connected to the bypass clean gas line for evaporating the aqueous phase; wherein the evaporator is connected to the bypass raw gas line via the bypass clean gas line, via the separation device and, if necessary, via the evaporation cooler, so that heat transported with the bypass clean gas can be used to evaporate the aqueous phase, the separation device being a Dust filter device is and a temperature-resistant and / or a high-temperature-resistant filter serves as a filter, the container being used as a stirred container Slurry of the bypass dust in the aqueous phase is designed, wherein the solid-liquid separation device is a liquid filter device and the liquid filter device comprises a belt filter or chamber filter press (s), wherein the liquid filter device is designed in multiple stages and a water supply line is arranged in countercurrent to the filter stages and in opens into the container and the evaporator is designed as a spray dryer.