LU103008B1 - Avoidance of emissions during the production of artificial pozzolans from mineral materials, in particular clays - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Vorrichtung zur thermischen Behandlung, wobei die Vorrichtung wenigstens einen Vorwärmer 10, einen Calcinator 20 und einen Materialkühler 30 aufweist, wobei ein Feststoffstrom in den Vorwärmer 10, vom Vorwärmer 10 in den Calcinator 20, vom Calcinator 20 in den Materialkühler 30 und aus dem Materialkühler 30 heraus geführt wird, wobei ein Gasstrom in den Materialkühler 30, vom Materialkühler 30 in den Calcinator 20, vom Calcinator 20 in den Vorwärmer 10 und aus dem Vorwärmer 10 heraus geführt wird, wobei die Vorrichtung eine Brennkammer 40 aufweist, wobei der Gasstrom aus dem Materialkühler 30 zumindest teilweise durch die Brennkammer 40 in den Calcinator 20 geführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Brennkammer 40 und dem Calcinator 20 eine Verweilzeitvorrichtung 50 angeordnet ist.The present invention relates to a device for thermal treatment, wherein the device has at least one preheater 10, a calciner 20 and a material cooler 30, wherein a solids stream is led into the preheater 10, from the preheater 10 into the calciner 20, from the calciner 20 into the material cooler 30 and out of the material cooler 30, wherein a gas stream is led into the material cooler 30, from the material cooler 30 into the calciner 20, from the calciner 20 into the preheater 10 and out of the preheater 10, wherein the device has a combustion chamber 40, wherein the gas stream from the material cooler 30 is led at least partially through the combustion chamber 40 into the calciner 20, characterized in that a residence time device 50 is arranged between the combustion chamber 40 and the calciner 20.
Description
thyssenkrupp Industrial Solutions AG 221313P00LU thyssenkrupp AG LU103008 1/12thyssenkrupp Industrial Solutions AG 221313P00LU thyssenkrupp AG LU103008 1/12
Vermeidung von Emissionen bei der Herstellung kiinstlicher Puzzolane aus mineralischem Material, insbesondere TonenAvoidance of emissions during the production of artificial pozzolans from mineral materials, in particular clays
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren, mit denen eineThe invention relates to a device and a method with which a
Abgasbehandlung zur Umwandlung von Schadstoffen bereits innerhalb des Prozesses und damit ohne nachgelagerte Abgasbehandlung möglich ist, was wiederum denExhaust gas treatment to convert pollutants is already possible within the process and thus without downstream exhaust gas treatment, which in turn
Energieverbrauch für eine Abgasbehandlung reduziert oder vermeidet.Reduces or avoids energy consumption for exhaust gas treatment.
Bei der Verbrennung von Heizstoffen entstehen beispielsweise Stickoxide, kurz zusammen gefasst unter NO, sowie teilweise unverbrannte Kohlenwasserstoffe undWhen heating fuels are burned, nitrogen oxides, briefly summarized as NO, as well as partially unburned hydrocarbons and
Kohlenwasserstoff-haltige Verbindungen, hier und im Folgenden zur Vereinfachung (und unter Vernachlässigung weiterer Heteroatome) zusammengefasst unter C,H,. NO, kann entweder nicht-katalytisch(SNCR) oder katalytisch (SCR) insbesondere mit AmmoniakHydrocarbon-containing compounds, here and in the following for the sake of simplicity (and neglecting other heteroatoms) summarized as C,H,.NO, can be either non-catalytically (SNCR) or catalytically (SCR), especially with ammonia
NH; oder Harnstoff zu Stickstoff umgesetzt werden. Kohlenwasserstoff C,H, kann mitNH; or urea to nitrogen. Hydrocarbon C,H, can be
Sauerstoff zu Wasser und Kohlendioxid umgesetzt werden. Fur diese Umsetzung ist einOxygen is converted to water and carbon dioxide. For this conversion, a
Temperaturfenster von über 800 °C sinnvoll. Daher ist es in der Abgasbehandlung üblicherweise notwendig, die vergleichsweise kalten Abgase wieder zu erwärmen, wasTemperature windows of over 800 °C make sense. Therefore, in exhaust gas treatment it is usually necessary to reheat the comparatively cold exhaust gases, which
Energie verbraucht und oftmals zusätzliche Wärmetauscher notwendig macht.consumes energy and often requires additional heat exchangers.
Aus der DE 102011014498 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung einesDE 102011014498 A1 describes a method for producing a
Klinkerersatzstoffes bekannt.clinker substitute known.
Aus der US 9458 059 B2 ist ein Herstellungsprozess für synthetische Puzzolane bekannt.A manufacturing process for synthetic pozzolans is known from US 9458 059 B2.
Aufgabe der Erfindung ist es, bei der Abgasbehandlung Energie zu sparen, und so weitere CO»-Emissionen, beispielsweise aus der Verbrennung von Brennstoffen alsThe object of the invention is to save energy in the treatment of exhaust gases and thus to reduce further CO» emissions, for example from the combustion of fuels as
Wärmequelle, zu vermeiden.Heat source, to be avoided.
Gelöst wird diese Aufgabe durch die Vorrichtung mit den in Anspruch 1 angegebenenThis object is achieved by the device with the features specified in claim 1
Merkmalen sowie durch das Verfahren mit den in Anspruch 20 angegebenen Merkmalen.Features and by the method having the features specified in claim 20.
thyssenkrupp Industrial Solutions AG 221313P00LU thyssenkrupp AG LU103008 2/12thyssenkrupp Industrial Solutions AG 221313P00LU thyssenkrupp AG LU103008 2/12
Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgendenAdvantageous further developments result from the subclaims, the following
Beschreibung sowie der Zeichnung.Description and drawing.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung dient zur thermischen Behandlung beispielsweise und insbesondere von mineralischem Material, insbesondere Tonen, zur Herstellung von künstlichen Puzzolanen als Zusatzstoff für Zementklinker. Tone haben sich zunehmend als wichtiger Rohstoff in der Zementindustrie etabliert, da bei deren thermischerThe device according to the invention is used for the thermal treatment of, for example, and in particular, mineral material, in particular clays, for the production of artificial pozzolans as an additive for cement clinker. Clays have increasingly established themselves as an important raw material in the cement industry, since their thermal
Behandlung weniger oder kein CO, aus dem Rohstoff freigesetzt wird, wie dieses beispielsweise beim Brennen von Kalkstein geschieht. Da die Temperatur für dieTreatment results in less or no CO being released from the raw material, as happens, for example, when limestone is burned. Since the temperature for the
Aktivierung mineralischer Materialien, insbesondere Tone, jedoch häufig unter 800 °C liegen kann, reicht die Temperatur innerhalb des Calcinators nicht aus, um Schadstoffe zuverlässig umzusetzen. Die Vorrichtung weist wenigstens einen Vorwärmer, einenHowever, since the activation of mineral materials, especially clays, can often be below 800 °C, the temperature inside the calciner is not sufficient to reliably convert pollutants. The device has at least one preheater, a
Calcinator und einen Materialkühler auf. Der Vorwärmer ist beispielsweise alsCalciner and a material cooler. The preheater is used as a
Gleichstromwärmetauscher mit Zyklonabscheider oder als Kaskade aus zwei bis sechsDC heat exchanger with cyclone separator or as a cascade of two to six
Gleichstromwärmetauschern mit Zyklonabscheider ausgebildet. Alternativ kann derDC heat exchangers with cyclone separators. Alternatively, the
Vorwärmer auch als Kreuzstromwärmetauscher ausgebildet sein. Der Materialkühler ist ebenfalls bevorzugt als Gleichstromwärmetauscher mit Zyklonabscheider oder alsPreheater can also be designed as a cross-flow heat exchanger. The material cooler is also preferably designed as a direct current heat exchanger with cyclone separator or as
Kaskade aus zwei bis sechs Gleichstromwärmetauschern mit Zyklonabscheider ausgebildet. Alternativ kann der Materialkühler auch als Kreuzstromwärmetauscher ausgebildet sein. Ein Feststoffstrom wird in den Vorwärmer, vom Vorwärmer in denCascade of two to six co-current heat exchangers with cyclone separators. Alternatively, the material cooler can also be designed as a cross-flow heat exchanger. A solids flow is fed into the preheater, from the preheater into the
Calcinator, vom Calcinator in den Materialkühler und aus dem Materialkühler herausgeführt. Im Gegenstrom dazu wird ein Gasstrom in den Materialkühler, vomCalciner, from the calciner into the material cooler and out of the material cooler. In countercurrent to this, a gas flow is fed into the material cooler, from the
Materialkühler in den Calcinator, vom Calcinator in den Vorwärmer und aus demMaterial cooler into the calciner, from the calciner into the preheater and from the
Vorwärmer herausgeführt. Die Vorrichtung weist eine Brennkammer auf. Der Gasstrom aus dem Materialkühler wird zumindest teilweise durch die Brennkammer in denpreheater. The device has a combustion chamber. The gas flow from the material cooler is at least partially led through the combustion chamber into the
Calcinator geführt. Es kann einen weiteren Teilstrom geben, der beispielsweise direkt vom Materialkühler in den Calcinator geführt wird, es also einen Brennkammerbypass gibt. In der Brennkammer wird durch die Verbrennung von Erdgas, Wasserstoff, Kohle,Calciner. There can be another partial flow, which is, for example, led directly from the material cooler into the calciner, i.e. there is a combustion chamber bypass. In the combustion chamber, the combustion of natural gas, hydrogen, coal,
Ammoniak oder Ersatzbrennstoffen, wie zum Beispiel Biomasse, Altreifen oder Hausmüll, die für den Prozess notwendige thermische Energie bereitgestellt. Derartige Anlagen sind für die thermische Behandlung von mineralischen Stoffen, insbesondere Tonen, bekannt.Ammonia or alternative fuels, such as biomass, old tires or household waste, provide the thermal energy required for the process. Such plants are known for the thermal treatment of mineral materials, especially clays.
thyssenkrupp Industrial Solutions AG 221313P00LU thyssenkrupp AG LU103008 3/12thyssenkrupp Industrial Solutions AG 221313P00LU thyssenkrupp AG LU103008 3/12
Erfindungsgemäß ist nun zwischen der Brennkammer und dem Calcinator eineAccording to the invention, a
Verweilzeitvorrichtung angeordnet. In der Brennkammer entstehen Schadstoffe, beispielsweise NO, bei den Temperaturen der Verbrennung. Ebenso können hierIn the combustion chamber, pollutants such as NO are generated at the temperatures of combustion.
Kohlenwasserstoffe und Kohlenwasserstoff-haltige Verbindungen aus demHydrocarbons and hydrocarbon-containing compounds from the
Brennmaterial austreten. Üblicherweise ist die Brennkammer entweder innerhalb desFuel can leak out. Usually the combustion chamber is either inside the
Calcinators angeordnet, beispielsweise im Falle einer Erdgasbefeuerung oder direkt an dem Calcinator angeordnet, insbesondere fur Ersatzbrennstoffe. Die direkte Verbindung sorgt zum einen für die Vermeidung von Wärmeverlusten und spart zusätzlichCalciners, for example in the case of natural gas firing or directly on the calciner, especially for substitute fuels. The direct connection ensures that heat losses are avoided and also saves
Investitionskosten und Bauraum. Daher erscheint es zunächst nicht vorteilhaft, dieInvestment costs and installation space. Therefore, it does not seem advantageous to
Brennkammer und den Calcinator räumlich zu trennen und dazwischen eineto spatially separate the combustion chamber and the calciner and to create a
Verweilzeitvorrichtung anzuordnen. Jedoch ist es hierdurch möglich, eine Behandlung der Abgase aus der Brennkammer auf einem idealen Temperaturniveau vorzunehmen und sich so eine nachträgliche und energieintensive Abgasbehandlung zu sparen. Durch die Verweilzeitvorrichtung kann eine Trennung der Temperaturen für dieHowever, this makes it possible to treat the exhaust gases from the combustion chamber at an ideal temperature level, thus saving subsequent and energy-intensive exhaust gas treatment. The residence time device enables a separation of the temperatures for the
Abgasbehandlung in der Verweilzeitvorrichtung und der thermischen Behandlung, beispielsweise des Tones, im Calcinator erreicht werden, wodurch sowohl für dieExhaust gas treatment in the residence time device and the thermal treatment, for example of the clay, in the calciner can be achieved, which both for the
Abgasbehandlung als auch für die thermische Behandlung jeweils ein geeignetesFor exhaust gas treatment as well as for thermal treatment, a suitable
Temperaturfenster gewählt werden können. Insbesondere kann die Temperatur in derTemperature windows can be selected. In particular, the temperature in the
Verweilzeitvorrichtung höher gewählt werden als im Calcinator, sodass hier eineThe dwell time device should be set higher than in the calciner, so that
Verbrennung von C,H, insbesondere mit Sauerstoff erfolgen kann oder bei Anwesenheit von beispielsweise Ammoniak NO, durch Synproportionierung von NO, und NH; zuCombustion of C,H, especially with oxygen or in the presence of, for example, ammonia NO, by synproportionation of NO, and NH; to
Stickstoff (und Wasser) umgesetzt werden kann. Die Art der Schadstoffe ist üblicherweise sehr stark von der Art des verwendeten Brennstoffs abhängig.Nitrogen (and water) can be converted. The type of pollutants usually depends very much on the type of fuel used.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist zwischen der Brennkammer und derIn a further embodiment of the invention, between the combustion chamber and the
Verweilzeitvorrichtung und/oder in der Verweilzeitvorrichtung eine Hilfsbrennvorrichtung angeordnet. Diese Ausführungsform ist bevorzugt, wenn die Brennkammer zurResidence time device and/or an auxiliary combustion device is arranged in the residence time device. This embodiment is preferred if the combustion chamber is
Verbrennung von Ersatzbrennstoffen ausgebildet ist. Ersatzbrennstoffe weisen üblicherweise eine größere Schwankung des Brennwertes auf. Die Hilfsbrennvorrichtung ist bevorzugt zur Verbrennung eines Brennstoffes ausgebildet, der eine schnelle und gezielt anpassbare Verbrennung ermöglicht. Die Hilfsbrennvorrichtung ist bevorzugt dazu ausgebildet einen Brennstoff zu verbrennen, der ausgewählt ist aus der Gruppe thyssenkrupp Industrial Solutions AG 221313P00LU thyssenkrupp AG LU103008 4/12 umfassend Kohlenstaub, Erdgas, Wasserstoff, Biogas und Ammoniak. Somit ist es möglich, Temperaturschwankungen, die durch Schwankungen des Brennmaterials in derCombustion of substitute fuels. Substitute fuels usually have a greater fluctuation in calorific value. The auxiliary combustion device is preferably designed to burn a fuel that enables rapid and specifically adjustable combustion. The auxiliary combustion device is preferably designed to burn a fuel that is selected from the group thyssenkrupp Industrial Solutions AG 221313P00LU thyssenkrupp AG LU103008 4/12 comprising coal dust, natural gas, hydrogen, biogas and ammonia. It is thus possible to compensate for temperature fluctuations caused by fluctuations in the fuel in the
Brennkammer entstehen, gezielt und schnell auszugleichen, sodass in derCombustion chamber, precisely and quickly compensate for the
Verweilzeitvorrichtung eine stabile Temperatur gewährleistet ist und somit der Prozess des Schadstoffabbaus zuverlässig erfolgt.A stable temperature is ensured by the residence time device and thus the process of pollutant degradation takes place reliably.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die Verweilzeitvorrichtung rohrförmig ausgebildet. Beispielsweise kann die rohrförmige Verweilzeitvorrichtung schwanenhalsförmig ausgebildet sein. Ebenso kann die rohrförmigeIn a further embodiment of the invention, the dwell time device is tubular. For example, the tubular dwell time device can be gooseneck-shaped. Likewise, the tubular
Verweilzeitvorrichtung als aufgeweitete Rohrleitung ausgebildet sein. DieThe dwell time device can be designed as an expanded pipe.
Verweilzeitvorrichtung kann optional mit einem oder mehreren Strömungseinbauten ausgestattet sein, die eine intensive Vermischung des Gases innerhalb der Einrichtung zu verbessern.Residence time device can optionally be equipped with one or more flow internals to improve intensive mixing of the gas within the device.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist zwischen der Brennkammer und derIn a further embodiment of the invention, between the combustion chamber and the
Verweilzeitvorrichtung eine erste Reaktionsmittelzuführung angeordnet. DieA first reactant feed is arranged in the residence time device. The
Reaktionsmittelzuführung dient dazu, ein Reaktionsmittel zur Schadstoffumsetzung zuzuführen. Da die zu behandelnden Schadstoffe sehr stark von dem in derReactant supply is used to supply a reactant for the conversion of pollutants. Since the pollutants to be treated are very different from the
Brennkammer verbrannten Brennstoff abhängig sind, ist das Reaktionsmittel und damit die erste Reaktionsmittelzuführung in Abhängigkeit des in der Brennkammer zu verwendenden Brennstoffs auszuwählen.combustion chamber, the reactant and thus the first reactant feed must be selected depending on the fuel to be used in the combustion chamber.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die erste Reaktionsmittelzuführung zur Zuführung von Sauerstoff, beispielsweise auch in Form von Luft oder von imIn a further embodiment of the invention, the first reactant supply is for supplying oxygen, for example in the form of air or
Materialkühler vorgewärmter Luft, ausgebildet. Sauerstoff wird als Reaktionspartner für die Umsetzung von Kohlenwasserstoff C,H, zu Wasser und Kohlendioxid benötigt.Material cooler preheated air. Oxygen is required as a reactant for the conversion of hydrocarbon C,H, into water and carbon dioxide.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die erste Reaktionsmittelzuführung zur Zuführung von verschiedenen Arten von Reduktionsmittel, beispielsweise Ammoniak,In a further embodiment of the invention, the first reactant supply is for supplying different types of reducing agents, for example ammonia,
Harnstoff, deren Verbindungen oder Lösungen, insbesondere wässrige Lösungen, hieraus ausgebildet. Ammoniak oder Harnstoff können mit Stickoxiden NO, zu Stickstoff synproportionieren.Urea, their compounds or solutions, especially aqueous solutions, formed from them. Ammonia or urea can synproportionate with nitrogen oxides NO to form nitrogen.
thyssenkrupp Industrial Solutions AG 221313P00LU thyssenkrupp AG LU103008 5/12thyssenkrupp Industrial Solutions AG 221313P00LU thyssenkrupp AG LU103008 5/12
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist die Vorrichtung wenigstens einen ersten NO,-Analysator auf. Der NO,-Analysator dient zur Erfassung der NO,-In a further embodiment of the invention, the device has at least one first NO, analyzer. The NO, analyzer serves to detect the NO,
Konzentration. Üblicherweise wird als NO,-Analysator eine Vorrichtung unter Nutzung der Infrarot-Spektroskopie verwendet. Der wenigstens eine erste NO,-Analysator ist in einer Ausführungsform in der Verweilzeitvorrichtung oder zwischen derConcentration. Usually, a device using infrared spectroscopy is used as the NO, analyzer. In one embodiment, the at least one first NO, analyzer is in the residence time device or between the
Verweilzeitvorrichtung und dem Calcinator angeordnet. Dieses hat den Vorteil einer unmittelbaren Rückmeldung und schnelleren Regelbarkeit. Zusätzlich oder alternativ kann der wenigstens eine erste oder ein zweiter NO,-Analysator im oder hinter demThe residence time device and the calciner are arranged. This has the advantage of immediate feedback and faster controllability. Additionally or alternatively, the at least one first or a second NO, analyzer can be arranged in or behind the
Vorwärmer angeordnet sein. Der Vorteil dieser Ausführungsform ist, dass die Gase hier deutlich kühler sind, was die Messung vereinfacht. Der wenigstens eine erste oder ein zweiter NO,-Analysator kann auch nach dem Calcinator oder sogar nach dem Vorwärmer angeordnet sein, da in diesen die Temperatur zu Bildung von NO, nicht mehr hoch genug sein sollte, sodass somit auch dieser Wert für den NO,-Gehalt in derThe advantage of this embodiment is that the gases are significantly cooler here, which simplifies the measurement. The at least one first or second NO, analyzer can also be arranged after the calciner or even after the preheater, since in these the temperature for the formation of NO, should no longer be high enough, so that this value for the NO, content in the
Verweilzeitvorrichtung aussagekräftig ist.Residence time device is meaningful.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist die Vorrichtung wenigstens einen ersten NHz-Analysator auf. Der NHz-Analysator dient zur Erfassung der NHz-In a further embodiment of the invention, the device has at least one first NHz analyzer. The NHz analyzer serves to detect the NHz
Konzentration im Gasstrom. Vorzugsweise werden mehrere NHz-Analysatoren eingesetzt, um die Konzentration an unterschiedlichen Stellen im Wege des Abgasstroms zu ermitteln. Der beziehungsweise die wenigsten zwei NHz-Analysaten befinden sich beispielsweise in unterschiedlichen Ebenen des Calcinators und regeln/steuern dieConcentration in the gas stream. Preferably, several NHz analyzers are used to determine the concentration at different points along the exhaust gas stream. The or at least two NHz analyzers are located, for example, at different levels of the calciner and regulate/control the
Zugabe des Reaktionsmittels, um die Ausnutzung des Reaktionsmittels zu ermitteln und somit eine effektive Nutzung des Reaktionsmittels sicherzustellen. Der wenigstens eineAddition of the reactant to determine the utilization of the reactant and thus ensure effective use of the reactant. The at least one
NHz-Analysator, vorzugsweise die wenigstens zwei NHz-Analysatoren, befinden sich beispielsweise und bevorzugt in räumlicher Nähe des wenigstens einen NO,-Analysators und/oder wenigstens einen Temperatursensors. Der beziehungsweise die NHz-NHz analyzer, preferably the at least two NHz analyzers, are located, for example and preferably, in spatial proximity to the at least one NO analyzer and/or at least one temperature sensor. The NHz
Analysatoren sind über wenigstens ein Dosiersystem mit entsprechenden Behältern, bevorzugt mit wenigstens einem Behälter für Ammoniak verbunden. So kann beispielsweise Ammoniak an unterschiedlichen Stellen und/oder Ebenen in gleicher oder unterschiedlicher Menge und/oder Konzentration in den Gasstrom eingedüst werden.Analyzers are connected to corresponding containers, preferably to at least one container for ammonia, via at least one dosing system. For example, ammonia can be injected into the gas stream at different locations and/or levels in the same or different amounts and/or concentrations.
thyssenkrupp Industrial Solutions AG 221313P00LU thyssenkrupp AG LU103008 6/12thyssenkrupp Industrial Solutions AG 221313P00LU thyssenkrupp AG LU103008 6/12
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist die Vorrichtung wenigstens eine erste Steuervorrichtung auf. Die wenigstens eine erste Steuervorrichtung ist zumIn a further embodiment of the invention, the device has at least one first control device. The at least one first control device is for
Auslesen des wenigstens einen ersten NO,-Analysators ausgebildet. Die wenigstens eine erste Steuervorrichtung ist zum Ansteuern der ersten Reaktionsmittelzuführung ausgeführt und/oder einer optionalen zweiten Reaktionsmittelzuführung in Abhängigkeit von dem, durch wenigstens einen ersten NO,-Analysator, erfassten NO,-Wert ausgebildet und regelt die erste Reaktionsmittelzuführung und/oder die optionale mindestens eine weitere Reaktionsmittelzuführung, vorzugsweise in unterschiedlichenReading the at least one first NO, analyzer. The at least one first control device is designed to control the first reactant supply and/or an optional second reactant supply depending on the NO, value detected by at least one first NO, analyzer and regulates the first reactant supply and/or the optional at least one further reactant supply, preferably in different
Ebenen und/oder mit mehreren Düsen, in Abhängigkeit des erfassten NO,-Wertes.levels and/or with several nozzles, depending on the detected NO, value.
Hierdurch ist eine gezielte Zugabe des Reaktionsmittels, beispielsweise von Ammoniak, möglich, wodurch wiederum eine Überdosierung des Reaktionsmittels und damit verbunden eine Emission von beispielsweise Ammoniak vermieden werden kann.This makes it possible to add the reactant, for example ammonia, in a targeted manner, which in turn prevents an overdose of the reactant and the associated emission of ammonia, for example.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist die Vorrichtung wenigstens eine erste Steuervorrichtung auf. Die wenigstens eine erste Steuervorrichtung ist zumIn a further embodiment of the invention, the device has at least one first control device. The at least one first control device is for
Auslesen des wenigstens einen ersten NHz-Analysators ausgebildet. Die wenigstens eine erste Steuervorrichtung ist zum Ansteuern der ersten Reaktionsmittelzuführung und/oder mindestens einer weiteren Reaktionsmittelzuführung in Abhängigkeit von dem, durch wenigstens einen ersten NHz-Analysator, erfassten NHz-Wertes ausgebildet und regelt die erste Reaktionsmittelzuführung und/oder die mindestens eine optionale zweiteReading the at least one first NHz analyzer. The at least one first control device is designed to control the first reactant supply and/or at least one further reactant supply depending on the NHz value detected by at least one first NHz analyzer and regulates the first reactant supply and/or the at least one optional second
Reaktionsmittelzuführung in Abhängigkeit des erfassten NH3-Wertes. Hierdurch ist eine gezielte Zugabe des Reaktionsmittels, beispielsweise von Ammoniak, möglich, wodurch wiederum eine Überdosierung des Reaktionsmittels und damit verbunden eine Emission von beispielsweise Ammoniak vermieden werden kann.Reactant supply depending on the recorded NH3 value. This enables a targeted addition of the reactant, for example ammonia, which in turn can prevent an overdose of the reactant and the associated emission of ammonia, for example.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist die Vorrichtung einenIn a further embodiment of the invention, the device comprises a
Temperatursensor auf. Temperatursensor ist im Sinne der Erfindung weit zu verstehen und umfasst jedes Sensorsystem zur Temperaturerfassung. Der Temperatursensor kann ein Thermoelement sein. Alternativ kann ein Temperatursensor auch ein akustischerTemperature sensor. Temperature sensor is to be understood broadly in the sense of the invention and includes any sensor system for temperature detection. The temperature sensor can be a thermocouple. Alternatively, a temperature sensor can also be an acoustic
Sensor sein, welcher die Temperatur über eine räumliche Strecke mittels derSensor that measures the temperature over a spatial distance by means of the
Schallgeschwindigkeit ermittelt.. Bevorzugt ist der Temperatursensor in der erstenThe temperature sensor is preferably located in the first
Brennkammer, in der Verweilzeitvorrichtung oder zwischen der Brennkammer und der thyssenkrupp Industrial Solutions AG 221313P00LU thyssenkrupp AG LU103008 7/12Combustion chamber, in the residence time device or between the combustion chamber and the thyssenkrupp Industrial Solutions AG 221313P00LU thyssenkrupp AG LU103008 7/12
Verweilzeitvorrichtung angeordnet. Die Vorrichtung kann auch mehrereThe device can also have several
Temperatursensoren, insbesondere an den vorgenannten Positionen aufweisen.Temperature sensors, particularly at the aforementioned positions.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist die Vorrichtung wenigstens eine erste Steuervorrichtung auf. Die wenigstens eine erste Steuervorrichtung ist zumIn a further embodiment of the invention, the device has at least one first control device. The at least one first control device is for
Auslesen des Temperatursensors oder der Temperatursensoren ausgebildet. Die wenigstens eine erste Steuervorrichtung ist zum Ansteuern der erstenReading the temperature sensor or the temperature sensors. The at least one first control device is designed to control the first
Reaktionsmittelzuführung und/oder einer Mindestens optionalen zweitenReactant supply and/or at least an optional second
Reaktionsmittelzuführung und/oder der Hilfsbrennvorrichtung in Abhängigkeit der von dem Temperatursensor erfassten Temperatur ausgebildet. Hierdurch ist eine gezieltereactant supply and/or the auxiliary combustion device depending on the temperature detected by the temperature sensor. This enables a targeted
Zugabe eines Brennstoffs möglich, wodurch wiederum eine exakte Anpassung derAddition of a fuel is possible, which in turn allows an exact adjustment of the
Temperatur an das gewünschte Temperaturfenster möglich ist.Temperature to the desired temperature window is possible.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die erste Reaktionsmittelzuführung für eine Zuführung mit einem Druck von 0,5 bar bis 5 bar ausgelegt.In a further embodiment of the invention, the first reactant supply is designed for a supply with a pressure of 0.5 bar to 5 bar.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist benachbart zur ersteIn a further embodiment of the invention, adjacent to the first
Reaktionsmittelzuführung eine erste Wasserzuführung angeordnet. DieA first water supply is arranged in the reactant supply. The
Wassereindüsung durch die Wasserzuführung kann zur gezielten Temperatureinstellung genutzt werden, um das Temperaturniveau für die Schadstoffminimierung optimal einzustellen. Die Wasserzuführung dient üblicherweise nicht nur zur Zuführung vonWater injection through the water supply can be used for targeted temperature adjustment in order to optimally set the temperature level for pollutant minimization. The water supply is usually not only used to supply
Wasser, üblicherweise werden wässrige Lösungen, insbesondere Prozessabwässer, verwendet, welche zusätzlich weitere Stoffe aufweisen können. Vorzugsweise ist derWater, usually aqueous solutions, especially process waste water, are used, which may additionally contain other substances. Preferably, the
Brennwert der weiteren Stoffe nicht so hoch, dass dadurch der Kühleffekt, welcher durch die Verdunstung des Wassers entsteht, kompensiert wird. So können beispielsweise wässrige Lösungen mit einem Anteil organischer Verbindungen hier eingesetzt werden, da die organischen Verbindungen bei den herrschenden Bedingungen sicher umgesetzt werden.The calorific value of the other substances is not so high that the cooling effect caused by the evaporation of the water is compensated. For example, aqueous solutions with a proportion of organic compounds can be used here, since the organic compounds are safely converted under the prevailing conditions.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist die Vorrichtung wenigstens eine erste Steuervorrichtung auf. Die wenigstens eine erste Steuervorrichtung ist zumIn a further embodiment of the invention, the device has at least one first control device. The at least one first control device is for
Auslesen des Temperatursensors oder der Temperatursensoren ausgebildet. Die thyssenkrupp Industrial Solutions AG 221313P00LU thyssenkrupp AG LU103008 8/12 wenigstens eine erste Steuervorrichtung ist zum Ansteuern der Wasserzuführung inReading the temperature sensor or the temperature sensors. The thyssenkrupp Industrial Solutions AG 221313P00LU thyssenkrupp AG LU103008 8/12 at least one first control device is designed to control the water supply in
Abhängigkeit der von dem Temperatursensor erfassten Temperatur ausgebildet.Dependence on the temperature detected by the temperature sensor.
Hierdurch ist eine gezielte Anpassung der Temperatur an das gewünschteThis allows a targeted adjustment of the temperature to the desired
Temperaturfenster möglich.Temperature window possible.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist die Verweilzeitvorrichtung eineIn a further embodiment of the invention, the dwell time device has a
Lange auf, sodass die Verweilzeit in der Verweilzeitvorrichtung zwischen 0,5 s und 10 s, insbesondere zwischen 1s und 5s, besonders bevorzugt von 1,5s bis 2,5 s, liegt.Long, so that the residence time in the residence time device is between 0.5 s and 10 s, in particular between 1 s and 5 s, particularly preferably from 1.5 s to 2.5 s.
Hierdurch wird ein geeignetes Fenster zwischen ausreichend Reaktionszeit sowieThis creates a suitable window between sufficient reaction time and
Wärmeverlust und Strômungswiderstand erreicht.Heat loss and flow resistance are achieved.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist zwischen dem Calcinator und demIn a further embodiment of the invention, between the calciner and the
Materialkühler eine Reduktionsvorrichtung angeordnet. Eine Reduktionsvorrichtung dient zur Behandlung des thermisch behandelten Materials in einer reduzierenden Atmosphare insbesondere zur Farboptimierung. Zur Bildung der reduzierenden Atmosphäre können beispielsweise Gase, Feststoffe und/oder Flüssigkeiten eingesetzt werden, die beispielsweise Kohlenstoff, Wasserstoff, Stickstoff, Kohlenmonoxid oder dergleichen oder entsprechende Verbindungen hieraus, beispielsweise Methan oder Ammoniak oderA reduction device is arranged in the material cooler. A reduction device is used to treat the thermally treated material in a reducing atmosphere, in particular for color optimization. To form the reducing atmosphere, gases, solids and/or liquids can be used, for example, which contain carbon, hydrogen, nitrogen, carbon monoxide or the like or corresponding compounds thereof, for example methane or ammonia or
Mischungen hieraus sowie zusätzlich auch Inertgase, insbesondere Stickstoff, aufweisen. Die reduzierende Atmosphäre kann auch durch eine unterstöchiometrischeMixtures thereof as well as inert gases, especially nitrogen. The reducing atmosphere can also be a substoichiometric
Verbrennung (Unterschuss an Sauerstoff) erzeugt werden. Beispielsweise kann dadurchcombustion (oxygen deficiency). For example, this can
Fe zu Fe" reduziert werden, was eine Farbreduktion des Produkts und damit eine erhöhte Marktakzeptanz zur Folge hat.Fe to Fe", which results in a reduction in the color of the product and thus increased market acceptance.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist die Verweilzeitvorrichtung einenIn a further embodiment of the invention, the dwell time device has a
Katalysator auf. Der Katalysator ist beispielsweise ein Platin-Rhodium-Katalysator, welcher für die Umsetzung von NO, und NH; zu Stickstoff geeignet ist.Catalyst. The catalyst is, for example, a platinum-rhodium catalyst, which is suitable for the conversion of NO, and NH; to nitrogen.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist die Verweilzeitvorrichtung wenigstens eine Umlenkung auf. Alternativ oder zusätzlich weist dieIn a further embodiment of the invention, the dwell time device has at least one deflection. Alternatively or additionally, the
Verweilzeitvorrichtung Strömungseinbauten zur Gasmischung auf. Insbesondere kann die Verweilzeitvorrichtung schwanenhalsförmig ausgeführt sein. Neben der kompakten thyssenkrupp Industrial Solutions AG 221313P00LU thyssenkrupp AG LU103008 9/12 räumlichen Anordnung führen die Umlenkungen zu einer Durchmischung. Zusätzlich können hierdurch auch Hôhenunterschiede ausgeglichen werden, was eine kompakteThe dwell time device has flow fittings for gas mixing. In particular, the dwell time device can be designed in the shape of a gooseneck. In addition to the compact spatial arrangement, the deflections lead to mixing. In addition, height differences can also be compensated for, which enables a compact
Bauweise begünstigt.Construction method favored.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist die Verweilzeitvorrichtung wenigstens eine zweite Reaktionsmittelzuführung auf. Die wenigstens zweiteIn a further embodiment of the invention, the residence time device has at least one second reactant feed. The at least second
Reaktionsmittelzuführung ist zwischen der Brennkammer und der Verweilzeitvorrichtung oder an der Verweilzeitvorrichtung angeordnet und bevorzugt mit einer optionalenReactant supply is arranged between the combustion chamber and the residence time device or at the residence time device and preferably with an optional
Steuereinrichtung verbunden. In einem ersten Fall sind die erstecontrol device. In a first case, the first
Reaktionsmittelzuführung und die wenigstens zweite Reaktionsmittelzuführung zurReactant supply and the at least second reactant supply for
Zuführung des gleichen Reaktionsmittels ausgebildet. Beispielsweise können beide zursupply of the same reactant. For example, both can be used for
Zuführung von Ammoniak ausgebildet sein. Insbesondere sind somit die erstesupply of ammonia. In particular, the first
Reaktionsmittelzuführung und die wenigstens zweite Reaktionsmittelzuführung zueinander beabstandet. Dadurch kann die Konzentration, beispielsweise desReagent supply and the at least second reactant supply are spaced apart from each other. This allows the concentration, for example of the
Ammoniaks zum NO,-Abbau, konstanter gehalten werden. In einem zweiten Fall dient die erste Reaktionsmittelzuführung zur Zuführung eines ersten Reaktionsmittels, beispielsweise NH; für den NO,Abbau, und die wenigstens zweiteammonia for NO, degradation, can be kept more constant. In a second case, the first reactant supply serves to supply a first reactant, for example NH; for NO, degradation, and the at least second
Reaktionsmittelzuführung zur Zuführung von wenigstens eines zweiten Reaktionsmittels, beispielsweise O, oder Luft fur den C,H,-Abbau.Reactant supply for supplying at least a second reactant, for example O or air for the C,H, degradation.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist die Vorrichtung einen SCR-In a further embodiment of the invention, the device comprises an SCR
Reaktor auf, wobei der SCR-Reaktor im Gasstrom hinter dem Vorwärmer angeordnet ist.reactor, with the SCR reactor located in the gas stream behind the preheater.
Der SCR-Reaktor kann insbesondere als Backup-Lôsung verwendet werden. Solange die erfindungsgemäße NO,-Minderung ausreichend ist, wird der SCR-Reaktor beispielsweise nicht betrieben und damit die notwendige Energie eingespart.The SCR reactor can be used in particular as a backup solution. As long as the NO reduction according to the invention is sufficient, the SCR reactor is not operated, for example, thus saving the necessary energy.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist die Vorrichtung einen Bypass auf, wobei der Bypass zwischen der Brennkammer und dem Calcinator angeordnet ist. DerIn a further embodiment of the invention, the device has a bypass, wherein the bypass is arranged between the combustion chamber and the calciner. The
Bypass ist stromungstechnisch parallel zur Verweilzeitvorrichtung angeordnet. Somit wird ein erster Teilstrom durch die Verweilzeitvorrichtung geführt und ein zweiter Teilstrom wird durch den Bypass gefuhrt. Hierdurch ist eine optimale Ausnutzung der zulassigenThe bypass is arranged parallel to the dwell time device in terms of flow. Thus, a first partial flow is led through the dwell time device and a second partial flow is led through the bypass. This allows for optimal use of the permissible
Emissionen möglich.Emissions possible.
thyssenkrupp Industrial Solutions AG 221313P00LU thyssenkrupp AG LU103008 10/12thyssenkrupp Industrial Solutions AG 221313P00LU thyssenkrupp AG LU103008 10/12
In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer erfindungsgemäfen Vorrichtung. Die Temperatur wird in der Verweilzeitvorrichtung zwischen 750 °C und 1300 °C gewählt. Insbesondere wird die Temperatur in derIn a further aspect, the invention relates to a method for operating a device according to the invention. The temperature in the dwell time device is selected between 750 °C and 1300 °C. In particular, the temperature in the
Verweilzeitvorrichtung zwischen 800 °C und 1100 °C, besonders bevorzugt zwischen 900 °C und 1050 °C, gewählt.Residence time device between 800 °C and 1100 °C, particularly preferably between 900 °C and 1050 °C.
IN einer weiteren Ausführungsform der Erfindung erfolgt eine thermische Behandlung von mineralischem Material, inspesondere Tonen oder tonartigen Substanzen.In a further embodiment of the invention, a thermal treatment of mineral material, in particular clays or clay-like substances, is carried out.
Nachfolgend ist die erfindungsgemäße Vorrichtung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.The device according to the invention is explained in more detail below using an embodiment shown in the drawing.
Fig. 1 VorrichtungFig. 1 Device
In Fig. 1ist eine beispielhafte Vorrichtung schematisch dargestellt. Das zu behandelndeAn exemplary device is shown schematically in Fig. 1. The material to be treated
Material , zum Beispiel ein Ton, wird über eine Materialzuführung 110 dem Vorwärmer zugeführt, vorgewärmt in den Calcinator 20 eingebracht, dort thermisch behandelt.Material, for example a clay, is fed to the preheater via a material feed 110, preheated and introduced into the calciner 20, where it is thermally treated.
Vom Calcinator 20 das Material in eine optionale Reduktionsvorrichtung 100, wird dort insbesondere farboptimiert und gelangt in den Materialkühler 30, aus dem dann das fertige Produkt Uber eine Produktentnahme 120 entnommen wird. Im Gegenstrom wird das Gas Uber eine Gaszufuhr 130 zunächst in den Materialkühler 30 geführt und dort durch das abzukühlende Produkt erwärmt. Das erwärmte Gas gelangt in dieFrom the calciner 20, the material is fed into an optional reduction device 100, where it is particularly color-optimized and then passes into the material cooler 30, from which the finished product is then removed via a product removal device 120. In countercurrent, the gas is first fed into the material cooler 30 via a gas supply 130 and is heated there by the product to be cooled. The heated gas passes into the
Brennkammer 40. Dort wird beispielsweise ein Ersatzbrennstoff, zum Beispiel Mull, verbrannt. Bei der Verbrennung können alleine aufgrund der Temperatur und derCombustion chamber 40. A substitute fuel, such as garbage, is burned there. During combustion, the temperature and the
Anwesenheit von Stickstoff und Sauerstoff Stickoxide entstehen. Brennkammer (40) undpresence of nitrogen and oxygen nitrogen oxides are formed. Combustion chamber (40) and
Verweilzeitvorrichtung (50) sind bevorzugt mit Temperatursensoren ausgestattet. DesResidence time device (50) are preferably equipped with temperature sensors.
Weiteren sind die Gase beim Verlassen der Brennkammer 40 am heißesten, sodass sich dieser Zeitpunkt ideal eignet, um die Stickoxide wieder zu zersetzen. Um Schwankungen im Brennwert des Sekundärbrennstoffes auszugleichen, weist die Vorrichtung eineFurthermore, the gases are hottest when they leave the combustion chamber 40, so this is the ideal time to decompose the nitrogen oxides. To compensate for fluctuations in the calorific value of the secondary fuel, the device has a
Hilfsbrennvorrichtung 60 (optional mehrere Hilfsbrennvorrichtungen 60) auf, welche beispielsweise mit Gas, flüssigem Brennstoff oder Kohlestaub betrieben wird und damit thyssenkrupp Industrial Solutions AG 221313P00LU thyssenkrupp AG LU103008 11/12 in der Lage ist, zuverlässig die Temperatur einzustellen. Zusätzlich weist die Anlage eineAuxiliary combustion device 60 (optionally several auxiliary combustion devices 60) which is operated with gas, liquid fuel or coal dust, for example, and is thus able to reliably adjust the temperature. In addition, the system has a
Wasserzuführung 62 auf, mit welcher Wasser zugeführt und damit die Temperatur in einfacher Weise gesenkt werden kann. Durch die Kombination aus Hilfsbrennvorrichtung 60 und Wasserzuführung 62 ergibt sich somit die Möglichkeit einer besonders gezieltenWater supply 62, with which water can be supplied and thus the temperature can be reduced in a simple manner. The combination of auxiliary combustion device 60 and water supply 62 thus provides the possibility of a particularly targeted
Temperatureinstellung. Zusätzlich wird über eine erste Reaktionsmittelzuführung 70 eineTemperature setting. In addition, a first reactant feed 70 is used to
Ammoniaklôsung eingedüst. Dadurch kann in der Verweilzeitvorrichtung 50 eineAmmonia solution is injected. This allows a
Reaktion zwischen NO, und NH; bei beispielsweise 1000 °C stattfinden. Um dieReaction between NO, and NH; at 1000 °C, for example. To
Umsetzung vollständig zu machen und nicht einen Überschuss an Ammoniak zu erzeugen (und so eine neue Schadstoffquelle einzuführen), weist die Vorrichtung noch eine zweite Reaktionsmittelzuführung 72 auf, in der an einer späteren Stelle in derTo complete the conversion and not to produce an excess of ammonia (and thus introduce a new source of pollutants), the device has a second reactant feed 72, in which at a later point in the
Verweilzeitvorrichtung 50 erneut Ammoniaklôsung eingedüst wird. Zusätzlich sind in derAmmonia solution is injected again into the dwell time device 50. In addition, the
Verweilzeitvorrichtung ein NO,-Analysator 80 und ein NHz-Analysator (82) angeordnet.A NO2 analyzer (80) and a NH2 analyzer (82) are arranged in the residence time device.
Zusätzlich sind nach dem Vorwärmer ein NO,-Analysator 80 und ein NH>-Analysator (82) angeordnet. Die NO,-Analysatoren 80 und die NHz-Analysatoren (82) sind mit einer ersten Steuervorrichtung 90 verbunden, die in Abhängigkeit des vom NO,-Analysator 80 erfassten NO,-Gehalt und des vom NHs-Analysator erfassten NH,;-Gehalt sowie des überIn addition, a NO, analyzer 80 and an NH> analyzer (82) are arranged after the preheater. The NO, analyzers 80 and the NH2 analyzers (82) are connected to a first control device 90, which, depending on the NO, content detected by the NO, analyzer 80 and the NH,; content detected by the NHs analyzer as well as the
Temperatursensoren erfassten Temperaturniveaus die Eindüsung von Ammoniaklôsung durch die erste Reaktionsmittelzuführung 70 und die zweite Reaktionsmittelzuführung 72 regelt. Von dort gelangt das warme Gas, aber von NO, befreit und mit nur geringenTemperature sensors record the temperature levels, which regulate the injection of ammonia solution through the first reactant feed 70 and the second reactant feed 72. From there, the warm gas, but freed from NO, and with only small
Gehalten an NH, in den Calcinator 20. Der Calcinator kann bei gewissen Produkten beispielsweise bei 750 °C betrieben werden, was wiederum zu gering wäre, um NO, innerhalb des Calcinators 20 umzusetzen. Vom Calcinator 20 wird das Gas in denContained in NH, in the calciner 20. The calciner can be operated at 750 °C for certain products, for example, which would be too low to convert NO, within the calciner 20. From the calciner 20, the gas is fed into the
Vorwärmer 10 geführt, wo dieses seine Wärme an das zugeführte Material abgibt. Daspreheater 10, where it transfers its heat to the supplied material. The
Abgas des Vorwärmers 1Owird dann über einen Gasablass 140 abgegeben und kann beispielsweise einer weiteren Behandlung, beispielsweise zur Entstaubung, zugeführt werden.Exhaust gas from the preheater 10 is then discharged via a gas outlet 140 and can be subjected to further treatment, for example for dedusting.
BezugszeichenReference symbols
VorwärmerPreheater
CalcinatorCalciner
MaterialkühlerMaterial cooler
Brennkammer thyssenkrupp Industrial Solutions AG 221313P00LU thyssenkrupp AG LU103008 12/12Combustion chamber thyssenkrupp Industrial Solutions AG 221313P00LU thyssenkrupp AG LU103008 12/12
Verweilzeitvorrichtung 60 Hilfsbrennvorrichtung 62 Wasserzuführung 70 erste Reaktionsmittelzuführung 72 zweite Reaktionsmittelzuführung 80 NO,-Analysator 82 NHz-Analysator 90 Steuervorrichtung 100 Reduktionsvorrichtung 110 Materialzuführung 120 Produktentnahme 130 Gaszufuhr 140 GasablassResidence time device 60 Auxiliary combustion device 62 Water supply 70 First reactant supply 72 Second reactant supply 80 NO, analyzer 82 NHz analyzer 90 Control device 100 Reduction device 110 Material supply 120 Product removal 130 Gas supply 140 Gas outlet
Claims (22)
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Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2005108891A1 (en) * | 2004-04-16 | 2005-11-17 | Polysius Ag | Installation and method for the production of cement clinker |
EP1898171A1 (en) * | 2006-09-11 | 2008-03-12 | ABB Research Ltd | Precalciner temperature control |
WO2012082683A1 (en) * | 2010-12-13 | 2012-06-21 | Flsmidth A/S | Process for the manufacture of synthetic pozzolan |
DE102011014498A1 (en) | 2011-03-18 | 2012-09-20 | Outotec Oyj | Clinker substitute |
EP2587149A1 (en) * | 2011-10-25 | 2013-05-01 | Magnesitas Navarras S.A. | Process and device for the reduction of the NOx content in exit gases from a rotary combustion furnace |
US9458059B2 (en) | 2010-12-13 | 2016-10-04 | Flsmidth A/S | Process for the calcination and manufacture of synthetic pozzolan |
-
2022
- 2022-09-19 LU LU103008A patent/LU103008B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2005108891A1 (en) * | 2004-04-16 | 2005-11-17 | Polysius Ag | Installation and method for the production of cement clinker |
EP1898171A1 (en) * | 2006-09-11 | 2008-03-12 | ABB Research Ltd | Precalciner temperature control |
WO2012082683A1 (en) * | 2010-12-13 | 2012-06-21 | Flsmidth A/S | Process for the manufacture of synthetic pozzolan |
US9458059B2 (en) | 2010-12-13 | 2016-10-04 | Flsmidth A/S | Process for the calcination and manufacture of synthetic pozzolan |
DE102011014498A1 (en) | 2011-03-18 | 2012-09-20 | Outotec Oyj | Clinker substitute |
EP2587149A1 (en) * | 2011-10-25 | 2013-05-01 | Magnesitas Navarras S.A. | Process and device for the reduction of the NOx content in exit gases from a rotary combustion furnace |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
FG | Patent granted |
Effective date: 20240319 |