LU103142B1 - Climate-friendly pozzolana production - Google Patents

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LU103142B1
LU103142B1 LU103142A LU103142A LU103142B1 LU 103142 B1 LU103142 B1 LU 103142B1 LU 103142 A LU103142 A LU 103142A LU 103142 A LU103142 A LU 103142A LU 103142 B1 LU103142 B1 LU 103142B1
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cooler
thyssenkrupp
clay
gas
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Eugen Wagner
Dirk Schefer
Guido Grund
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thyssenkrupp Polysius GmbH
Thyssenkrupp Ag
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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erzeugung eines thermisch aktivierten Tones, wobei die Vorrichtung einen Drehrohrofen 10 und eine von dem Drehrohrofen 10 getrennte Heißgaserzeugungsvorrichtung 20 aufweist, wobei die Heißgaserzeugungsvorrichtung 20 und der Drehrohrofen 10 über eine Gasleitung 23 zur Überführung in der Heißgaserzeugungsvorrichtung erzeugter heißer Gase verbunden sind.The present invention relates to a device for producing a thermally activated clay, wherein the device comprises a rotary kiln 10 and a hot gas generating device 20 separate from the rotary kiln 10, wherein the hot gas generating device 20 and the rotary kiln 10 are connected via a gas line 23 for transferring hot gases generated in the hot gas generating device.

Description

thyssenkrupp Polysius GmbH 222380P00LU thyssenkrupp AG LU103142 1/14thyssenkrupp Polysius GmbH 222380P00LU thyssenkrupp AG LU103142 1/14

Klimaschonende PuzzolanerzeugungClimate-friendly pozzolana production

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Erzeugung eines thermisch aktivierten Tones, eines künstlichen Puzzolans, in einem Drehrohrofen.The invention relates to a device and a method for producing a thermally activated clay, an artificial pozzolan, in a rotary kiln.

Da beim Brennvorgang von Kalkstein aus dem Kalkstein selber mineralisch gebundenesSince the burning process of limestone produces mineral-bound

Kohlendioxid freigesetzt wird, wird zu Verringerung der Kohlendioxidemissionen imCarbon dioxide is released, will lead to reduction of carbon dioxide emissions in

Zementbereich zunehmend auf aktivierte Tone, auch künstliche Puzzolane genannt, gesetzt, da bei deren Aktivierung eine derartige Kohlendioxidfreisetzung aus dem Ton nicht erfolgt. Somit ist bei der Aktivierung von Tonen die Energiequelle und somit der eingesetzte Brennstoff die wesentliche Quelle für die Kohlendioxidemissionen. Um diese zu reduzieren wird zunehmend auf Ersatzbrennstoffe gesetzt, welche aber anspruchsvoller bei der Verbrennung sind.The cement sector is increasingly turning to activated clays, also known as artificial pozzolans, because when activated, no such carbon dioxide is released from the clay. When clays are activated, the energy source and thus the fuel used is the main source of carbon dioxide emissions. In order to reduce these, alternative fuels are increasingly being used, although these are more demanding to burn.

Ursprünglich erfolgte die Herstellung von künstlichen Puzzolanen durch die thermischeOriginally, the production of artificial pozzolans was carried out by thermal

Aktivierung von Tonen in einem Drehrohrofen. Da in einem Drehrohrofen dieActivation of clays in a rotary kiln. Since in a rotary kiln the

Verwendung von Ersatzbrennstoffen jedoch nicht unproblematisch ist, werden derzeitHowever, the use of substitute fuels is not without problems, currently

Flugstromprozesse verwendet, wobei der Einsatz von Ersatzbrennstoffen wesentlich einfacher möglich ist. Bei dem Einsatz von Ersatzbrennstoffen sind zwei Aspekte wichtig.Entrained flow processes are used, whereby the use of alternative fuels is much easier. Two aspects are important when using alternative fuels.

Zum einen muss ein sicherer und vollständiger Ausbrand gewährleistet sein. Dieser erfordert ausreichend hohe Temperaturen und ausreichend hohe Brenndauer bei ausreichend hohem Sauerstoffangebot. In einem Drehrohrofen ist somit aber keine gleichzeitige Optimierung der Aktivierung des Tones und des Ausbrands desOn the one hand, a safe and complete burnout must be ensured. This requires sufficiently high temperatures and sufficiently long burning times with a sufficiently high oxygen supply. In a rotary kiln, however, it is not possible to simultaneously optimize the activation of the clay and the burnout of the

Ersatzbrennstoffs möglich.alternative fuel is possible.

Aus der WO 2018 / 195 642 A2 ist ein Verfahren zur Herstellung von Puzzolanen mitWO 2018 / 195 642 A2 describes a process for producing pozzolans with

Farbwechsel bekannt.color change known.

Aus der WO 2022/058 206 A1 ist die Energierückgewinnung bei der Kühlung farboptimierter Tone bekannt.Energy recovery during the cooling of color-optimized clays is known from WO 2022/058 206 A1.

thyssenkrupp Polysius GmbH 222380P00LU thyssenkrupp AG LU103142 2/14thyssenkrupp Polysius GmbH 222380P00LU thyssenkrupp AG LU103142 2/14

Aus der DE 10 2004 009 689 A1 ist eine Anlage zur Herstellung von Zementklinker bekannt.A plant for the production of cement clinker is known from DE 10 2004 009 689 A1.

Aus der DE 10 2012 108 295 A1 ist eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Verarbeitung von Ersatzbrennstoffen bekannt.From DE 10 2012 108 295 A1 a device and a method for processing substitute fuels are known.

Es wäre wünschenswert, die Aktivierung eines Tones auch in einem Drehrohrofen unterIt would be desirable to activate a clay in a rotary kiln under

Vermeidung von Emissionen, insbesondere durch die möglichst vollständigeAvoiding emissions, in particular by using as much energy as possible

Verwendung von Ersatzbrennstoffen, zum Beispiel Biomasse, zu ermöglichen.to enable the use of alternative fuels, such as biomass.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung mit einem Drehrohrofen für die thermischeThe object of the invention is to provide a device with a rotary kiln for the thermal

Aktivierung von Tonen bereitzustellen, welche ohne eine Feuerung von Primärrohstoffen wie Öl oder Gas im Drehrohrofen auskommt und so besonders klimaschonend betrieben werden kann.To provide a process for the activation of clays that does not require the firing of primary raw materials such as oil or gas in a rotary kiln and can therefore be operated in a particularly climate-friendly manner.

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 28 angebenden Merkmalen.Features and by the method having the features specified in claim 28.

Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgendenAdvantageous further developments result from the subclaims, the following

Beschreibung sowie den Zeichnungen.description and drawings.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung dient der Erzeugung eines thermisch aktiviertenThe device according to the invention serves to generate a thermally activated

Tones. Die Vorrichtung weist einen Drehrohrofen und eine von dem Drehrohrofen getrennte HeiRgaserzeugungsvorrichtung auf. Durch die Trennung ist eine Trennung derTones. The device comprises a rotary kiln and a hot gas generating device separated from the rotary kiln. The separation enables the separation of the

Prozessbedingungen möglich, sodass beispielsweise Ersatzbrennstoff in derProcess conditions are possible, so that, for example, substitute fuel in the

Heißgaserzeugungsvorrichtung unter für die Verbrennung des Ersatzbrennstoffes optimalen Bedingungen erfolgen kann, während die Prozessbedingungen imHot gas generation device can be carried out under optimal conditions for the combustion of the substitute fuel, while the process conditions in the

Drehrohrofen auf die Aktivierung des Tones optimiert werden können. DieRotary kiln can be optimized for the activation of the clay. The

HeiRgaserzeugungsvorrichtung und der Drehrohrofen sind über eine Gasleitung zurThe hot gas generating device and the rotary kiln are connected via a gas line to the

Überführung in der Heißgaserzeugungsvorrichtung erzeugter heißer Gase verbunden.Transfer of hot gases generated in the hot gas generation device.

Da nur das Heißgas somit durch die Gasleitung übertragen wird, ergibt sich auf der einenSince only the hot gas is thus transferred through the gas line, on the one hand

Seite der Vorteil der Trennung der beiden thermischen Vorgänge. Auf der anderen Seite ist nachteilig, dass die Energieerzeugung eben nicht mehr unmittelbar im Drehrohrofen thyssenkrupp Polysius GmbH 222380P00LU thyssenkrupp AG LU103142 3/14 erfolgt und damit der Wärmeübergang vom Gas auf den Ton limitiert ist. Dieses erschwert die thermische Aktivierung ohne direkte Wärmeerzeugung in einem Drehrohrofen.On the one hand, there is the advantage of separating the two thermal processes. On the other hand, it is disadvantageous that the energy is no longer generated directly in the rotary kiln thyssenkrupp Polysius GmbH 222380P00LU thyssenkrupp AG LU103142 3/14 and the heat transfer from the gas to the clay is therefore limited. This makes thermal activation more difficult without direct heat generation in a rotary kiln.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist die Vorrichtung einen erstenIn a further embodiment of the invention, the device comprises a first

Temperatursensor auf. Der erste Temperatursensor ist ein Infrarotsensor. Der erstetemperature sensor. The first temperature sensor is an infrared sensor. The first

Temperatursensor ist im Auslaufbereich unterhalb des Drehrohrofens angeordnet. Diese spezielle Anordnung ermöglicht eine kontaktlose (verschleißfreie) Messung derTemperature sensor is located in the outlet area below the rotary kiln. This special arrangement enables contactless (wear-free) measurement of the

Temperatur des aktivierten Tones. Bei der üblichen Messung von oben ist keine so zuverlässige Temperaturmessung möglich, da Staub die Messung beeinflusst. EineTemperature of the activated clay. With the usual measurement from above, it is not possible to measure the temperature as reliably as dust affects the measurement.

Messung des austretenden Materials von der Unterseite hingegen hat sich als sehr zuverlässig herausgestellt.Measuring the escaping material from the bottom, however, has proven to be very reliable.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist die Vorrichtung einen zweitenIn a further embodiment of the invention, the device has a second

Temperatursensor auf. Der zweite Temperatursensor ist in oder an dem Drehrohrofen angeordnet. Beispielsweise kann der zweite Temperatursensor auf der Außenseite destemperature sensor. The second temperature sensor is arranged in or on the rotary kiln. For example, the second temperature sensor can be on the outside of the

Drehrohrofens angeordnet sein. Hier wird dann natürlich nur die Außentemperatur desHere, of course, only the outside temperature of the

Drehrohrofens gemessen. Vorteil ist, dass das wartungsarm und verschleißfrei ist.rotary kiln. The advantage is that it is low-maintenance and wear-free.

Nachteilig ist, dass die Messung vergleichsweise ungenau ist. Alternativ kann der zweiteThe disadvantage is that the measurement is relatively inaccurate. Alternatively, the second

Temperatursensor in einem feuerfesten Schutzrohr im Inneren des Drehrohrofens angeordnet sein. Somit ist eine Messung des Materials im Drehrohrofen möglich.. Der zweite Temperatursensor kann beispielsweise auf drei Seiten von einem metallischenTemperature sensor can be arranged in a fireproof protective tube inside the rotary kiln. This allows the material in the rotary kiln to be measured. The second temperature sensor can be surrounded on three sides by a metallic

Schutz umgeben und geschützt sein.To be surrounded and protected by protection.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist die Gasleitung eine Länge auf, sodass das Gas innerhalb der Gasleitung eine Verweilzeit zwischen 0 und 10s, bevorzugt zwischen 0,5 und 10 s aufweist. Somit kann die Gasleitung beispielsweise kürzer, dafür aber mit einem größeren Innendurchmesser ausgeführt sein oder aber länger und mit einem kleineren Innendurchmesser. Bevorzugt weist die Gasleitung eineIn a further embodiment of the invention, the gas line has a length such that the gas within the gas line has a residence time of between 0 and 10s, preferably between 0.5 and 10 s. Thus, the gas line can be shorter, for example, but with a larger inner diameter, or longer and with a smaller inner diameter. Preferably, the gas line has a

Länge auf, sodass das Gas innerhalb der Gasleitung eine Verweilzeit zwischen 1 und 5 s aufweist. Weiter Bevorzugt weist die Gasleitung eine Länge auf, sodass das Gas innerhalb der Gasleitung eine Verweilzeit zwischen 1,5 und 2,5 s aufweist. Durch dieseLength such that the gas within the gas line has a residence time of between 1 and 5 s. Preferably, the gas line has a length such that the gas within the gas line has a residence time of between 1.5 and 2.5 s. This

Verweilzeit in der Gasleitung kann ein sicherer Ausbrand gewährleistet werden, falls thyssenkrupp Polysius GmbH 222380P00LU thyssenkrupp AG LU103142 4/14 dieses nicht bereits in der HeiRgaserzeugungsvorrichtung erfolgt ist. Dieses ermöglicht somit die Verwendung einer Heißgaserzeugungsvorrichtung, welcher selber an sich nicht beispielsweise den gesetzlichen Vorgaben zum sicheren Ausbrand entspricht. Zusätzlich können weitere Maßnahmen, beispielsweise die Zufuhr von Ammoniak oder Harnstoff zur Entfernung von möglichen Stickoxiden genutzt werden. Auch dafür sind entsprechende Reaktionszeiten sinnvoll.A safe burnout can be ensured by a long residence time in the gas line, provided this has not already taken place in the hot gas generation device. This enables the use of a hot gas generation device which itself does not, for example, meet the legal requirements for safe burnout. In addition, other measures can be used, such as the addition of ammonia or urea to remove possible nitrogen oxides. Appropriate reaction times are also useful for this.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist die Vorrichtung einenIn a further embodiment of the invention, the device comprises a

Materialkühler auf. Der Drehrohrofen ist mit dem Materialkühler zur Überführung des thermisch behandelten Tones verbunden. Der Materialkühler ist mit derThe rotary kiln is connected to the material cooler for transferring the thermally treated clay. The material cooler is connected to the

Heißgaserzeugungsvorrichtung zur Überführung von im Materialkühler vorgewärmtenHot gas generation device for transferring the material preheated in the material cooler

Gas verbunden. Hierdurch wird zum einen das fertige Produkt gekühlt, zum anderen dieGas. This cools the finished product and also

Wärme in den Prozess zurückgeführt. Bevorzugt ist zwischen dem Materialkühler und der Heißgaserzeugungsvorrichtung ein Staubfilter angeordnet. Der hierbei abgeschiedene Staub wird bevorzugt dem fertigen Produkt zugeführt.Heat is fed back into the process. A dust filter is preferably arranged between the material cooler and the hot gas generation device. The dust separated in this way is preferably fed into the finished product.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist der Materialkühler einIn a further embodiment of the invention, the material cooler is a

Trommelkühler. Bevorzugt wird im Trommelkühler der Gasstrom im Gegenstrom zumDrum cooler. Preferably, the gas flow in the drum cooler is countercurrent to the

Materialstrom geführt. Vorteil des Trommelkühlers ist, dass die PartikelgröRe des aktivierten Tones weniger relevant ist im Vergleich zu Flugstromwärmetauschern. Daher ist die Anforderung an den Ton und der Energiebedarf für die Zerkleinerung entsprechend gering.The advantage of the drum cooler is that the particle size of the activated clay is less important compared to entrained flow heat exchangers. Therefore, the requirements for the clay and the energy required for crushing are correspondingly low.

In einer weiteren alternativen Ausführungsform der Erfindung ist der Materialkühler ein walking floor, Zweischichtkühler oder Rostkühler.In a further alternative embodiment of the invention, the material cooler is a walking floor, two-layer cooler or grate cooler.

In einer weiteren alternativen Ausführungsform der Erfindung ist der Materialkühler einIn a further alternative embodiment of the invention, the material cooler is a

Zyklon- oder Wirbelschichtkühler. Vorteil ist, dass hier eine sehr viel schnellere Kühlung erreicht werden kann. Nachteilig ist jedoch, dass die maximale PartikelgröRe des aktivierten Tons auf eine flugfahige Partikelgröße (Beispielsweise unter 2 mm) begrenzt ist.Cyclone or fluidized bed cooler. The advantage is that cooling can be achieved much more quickly. The disadvantage, however, is that the maximum particle size of the activated clay is limited to a particle size that can fly (for example, less than 2 mm).

thyssenkrupp Polysius GmbH 222380P00LU thyssenkrupp AG LU103142 5/14thyssenkrupp Polysius GmbH 222380P00LU thyssenkrupp AG LU103142 5/14

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist zwischen dem Drehrohrofen und dem Materialkühler eine Zerkleinerungsvorrichtung angeordnet. DieIn a further embodiment of the invention, a crushing device is arranged between the rotary kiln and the material cooler. The

Zerkleinerungsvorrichtung ist beispielsweise ein Walzenbrecher. DieA crushing device is, for example, a roller crusher.

Zerkleinerungsvorrichtung kann insbesondere gekühlt, bevorzugt luftgekühlt, sein.The comminution device can in particular be cooled, preferably air-cooled.

Dieses ist besonders bevorzugt, wenn der Materialkühler ein Zyklon- oderThis is particularly preferred if the material cooler is a cyclone or

Wirbelschichtkühler ist.fluidized bed cooler.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist zwischen dem Drehrohrofen und dem Materialkühler ein Sieb, insbesondere ein Trommelsieb, angeordnet. Besonders bevorzugt ist hinter dem Grobauslass des Siebes, insbesondere des Trommelsiebs, einIn a further embodiment of the invention, a screen, in particular a drum screen, is arranged between the rotary kiln and the material cooler. Particularly preferably, behind the coarse outlet of the screen, in particular the drum screen, a

Brecher angeordnet. Hierdurch kann die Menge des heißen zu zerkleinernden Materials, welches auf den Brecher aufgetragen wird, deutlich reduziert werden, sodass Wärme weniger problematisch ist.crusher. This allows the amount of hot material to be crushed that is applied to the crusher to be significantly reduced, so that heat is less of an issue.

Das Sieb kann auch als statisches Sieb, insbesondere als Sieb mit einer Neigung von 30 ° bis 60 °, ausgebildet sein. Hierdurch ist ein rein schwerkraftsgetriebener Transport möglich und somit kann auf eine aktive Förderung verzichtet werden.The sieve can also be designed as a static sieve, in particular as a sieve with an inclination of 30° to 60°. This enables purely gravity-driven transport and thus active conveying can be dispensed with.

Vorzugsweise weist das Sieb eine Maschengröße von 2 mm auf, sodass Partikel mit weniger als 2 mm passieren können und Partikel mit mehr als 2 mm zurückgehalten werden.Preferably, the sieve has a mesh size of 2 mm so that particles smaller than 2 mm can pass through and particles larger than 2 mm are retained.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist die Vorrichtung eineIn a further embodiment of the invention, the device has a

Produktrückführung auf. Die Produktrückführung ist zur Rückführung von imProduct return is used to return products in the

Materialkühler gekühltem Produkt zwischen den Drehrohrofen und den Materialkühler ausgebildet. Dieses ist besonders bevorzugt, wenn zwischen dem Drehrohrofen und demMaterial cooler cooled product is formed between the rotary kiln and the material cooler. This is particularly preferred if between the rotary kiln and the

Materialkühler eine Zerkleinerungsvorrichtung angeordnet ist, da auf diese Weise durch die Vermischung von heißen, aus dem Drehrohrofen kommendem aktivierten Ton mit kalten zurückgeführten aktivierten Ton, eine schnelle Abkühlung und damit geringere thermische Belastung für die Zerkleinerungsvorrichtung erreicht werden kann. Für weitere Ausführungen wird auf die DE 10 2020 211 750 A1 verwiesen.A crushing device is arranged in the material cooler, since in this way, by mixing hot activated clay coming from the rotary kiln with cold activated clay that is returned, rapid cooling and thus lower thermal load for the crushing device can be achieved. For further information, please refer to DE 10 2020 211 750 A1.

thyssenkrupp Polysius GmbH 222380P00LU thyssenkrupp AG LU103142 6/14thyssenkrupp Polysius GmbH 222380P00LU thyssenkrupp AG LU103142 6/14

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist die Vorrichtung einen Vorkühler auf. Der Vorkühler ist zwischen dem Drehrohrofen und dem Materialkühler angeordnet.In a further embodiment of the invention, the device has a pre-cooler. The pre-cooler is arranged between the rotary kiln and the material cooler.

Der Vorkühler weist eine direkte oder indirekte Wasserkühlung auf. Bei einer direktenThe pre-cooler has direct or indirect water cooling. With direct

Wasserkühlung wird Wasser direkt auf den aktivierten Ton aufgebracht, insbesondere aufgesprüht. Hierdurch ist eine extrem schnelle und effiziente Abkühlung möglich, was besonders vorteilhaft ist, um eine Farbveränderung des aktivierten Tones nach der thermischen Behandlung zu vermeiden, bei denen der aktivierte Ton bei hohenWater cooling involves applying water directly to the activated clay, particularly by spraying it on. This enables extremely fast and efficient cooling, which is particularly advantageous in order to avoid a change in the colour of the activated clay after thermal treatment, where the activated clay is exposed to high temperatures.

Temperaturen mit Sauerstoff in Kontakt kommt. Bei der indirekten Wasserkühlung wird das Wasser auf die Außenseite des Vorkühlers gesprüht und somit der Vorkühler selber stark abgekühlt. Nachteil des Verfahrens ist die geringe Effizienz bei der Rückgewinnung der Wärme.temperatures. With indirect water cooling, the water is sprayed onto the outside of the pre-cooler, thus significantly cooling the pre-cooler itself. The disadvantage of the process is the low efficiency in recovering the heat.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist der Drehrohrofen Einbauten zur vertikalen Förderung des Tones auf. Die Einbauten zur vertikalen Förderung des Tones dienen dazu, den Ton anzuheben, wodurch dieser dann durch den Gasstrom im Inneren des Drehrohrofens fällt, wodurch der Wärmeübergang vom Gasstrom auf den Ton optimiert wird. Die Einbauten können gerade, gewinkelte oder gebogene Einbauten sein.In a further embodiment of the invention, the rotary kiln has internals for vertically conveying the clay. The internals for vertically conveying the clay serve to lift the clay, causing it to fall through the gas flow inside the rotary kiln, optimizing the heat transfer from the gas flow to the clay. The internals can be straight, angled or curved.

Es können Waben- oder Kreuzeinbauten oder es können Kettenelemente sein.They can be honeycomb or cross structures or they can be chain elements.

Wesentlich ist, dass durch die Einbauten der Ton wenigstens partiell angehoben wird und dadurch wenigstens teilweise durch den Gasstrom wieder herunterfällt. Da derIt is essential that the sound is at least partially raised by the built-in elements and thus at least partially falls back down again through the gas flow.

Verschleiß der Einbauten stark temperaturabhängig ist, sind diese Einbauten bevorzugt nur in der der HeiRgaserzeugungsvorrichtung abgewandten Seite des Drehrohrofens eingebaut, also in Bereichen des Drehrohofens, in denen die Temperatur des Tones unter 650 °C, gegebenenfalls unter 500 °C liegt.Since wear of the internals is strongly temperature-dependent, these internals are preferably only installed in the side of the rotary kiln facing away from the hot gas generation device, i.e. in areas of the rotary kiln where the temperature of the clay is below 650 °C, possibly below 500 °C.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist der Drehrohrofen Stauringe auf.In a further embodiment of the invention, the rotary kiln has retaining rings.

Hierdurch wird die Füllhöhe im Drehrohrofen erhöht, die Verweilzeit erhöht und damit verbessert sich der Wärmeübergang von der Gasphase auf den zu aktivierenden Ton.This increases the filling level in the rotary kiln, increases the residence time and thus improves the heat transfer from the gas phase to the clay to be activated.

Vorzugsweise weist der Drehrohrofen einen oder mehrere Stauringe auf.Preferably, the rotary kiln has one or more baffle rings.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist die Gasleitung eineIn a further embodiment of the invention, the gas line has a

Stickstoffzuführung zur Entfernung von Stickoxiden auf. Über die Stickstoffzuführung thyssenkrupp Polysius GmbH 222380P00LU thyssenkrupp AG LU103142 7/14 kann zum Beispiel Ammoniak, wässrige Ammoniaklösung, Harnstofflösung oder dergleichen zugeführt werden, sodass der zugeführte Stickstoff mit Stickoxiden synproportioniert und so die Stickoxide entfernt werden. WeitereNitrogen supply for the removal of nitrogen oxides. For example, ammonia, aqueous ammonia solution, urea solution or the like can be supplied via the nitrogen supply thyssenkrupp Polysius GmbH 222380P00LU thyssenkrupp AG LU103142 7/14 so that the supplied nitrogen synproportionates with nitrogen oxides and the nitrogen oxides are thus removed. Further

Ausführungsmöglichkeiten können insbesondere der DE 10 2022 209 826 entnommen werden.Possible designs can be found in particular in DE 10 2022 209 826.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist in Gasstromrichtung hinter demIn a further embodiment of the invention, in the gas flow direction behind the

Drehrohrofen ein Saugzugventilator angeordnet. Aufgrund der hohen Temperaturen in der Gasleitung zwischen der HeiRgaserzeugungsvorrichtung und dem Drehrohrofen ist dort kein Ventilator anordbar, sodass die Förderleistung bevorzugt vollständig von demDue to the high temperatures in the gas line between the hot gas generating device and the rotary kiln, no fan can be arranged there, so that the conveying capacity is preferably completely dependent on the

Saugzugventilator ist. Dieses führt wiederum dazu, dass der Druck in derThis in turn leads to the pressure in the

HeilRgaserzeugungsvorrichtung höher ist als der Druck in dem Drehrohrofen. Aufgrund des üblicherweise nur sehr geringen Unterdrucks in dem Drehrohrofen führt dieses dazu, dass die Heißgaserzeugungsvorrichtung praktisch keinen Unterdruck, gegebenfalls sogar einen kleinen Überdruck aufweist. Ein solcher Betrieb ist für die Verbrennung vonThe pressure in the hot gas generating device is higher than the pressure in the rotary kiln. Due to the usually very low negative pressure in the rotary kiln, this means that the hot gas generating device has practically no negative pressure, and may even have a small positive pressure. Such an operation is suitable for the combustion of

Ersatzbrennstoffen unüblich.Alternative fuels are unusual.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist in Gasstromrichtung hinter demIn a further embodiment of the invention, in the gas flow direction behind the

Drehrohrofen ein Staubfilter angeordnet. Der Staubfilter ist zur Rückführung des abgeschiedenen Staubes mit dem Drehrohrofen verbunden. Durch die indirekteA dust filter is installed in the rotary kiln. The dust filter is connected to the rotary kiln to return the separated dust. Due to the indirect

Beheizung und den damit verbundenen höheren Gasstrom durch den Drehrohrofen ist eine höhere Staubentwicklung und damit ein Austrag gerade von Feinstmaterial mit demHeating and the associated higher gas flow through the rotary kiln means a higher dust development and thus a discharge of very fine material with the

Gasstrom aus dem Drehrohrofen zu erwarten.Gas flow from the rotary kiln is expected.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist der Drehrohrofen im mittlerenIn a further embodiment of the invention, the rotary kiln has in the middle

Bereich einen größeren Durchmesser auf. Insbesondere ist der mittlere Bereich zwischen dem ersten Laufring und dem zweiten Laufring verbreitert. Im mittleren Bereich ist auch der mittlere Temperaturbereich anzutreffen. Durch die Verbreiterung wird diearea has a larger diameter. In particular, the middle area between the first race and the second race is widened. The middle area also contains the middle temperature range. The widening increases the

Strömungsgeschwindigkeit in diesem Bereich herabgesetzt, was wiederum den Austrag von Feinstmaterial verringert und den Wärmeaustausch zwischen Gas und Ton in diesemFlow velocity in this area is reduced, which in turn reduces the discharge of fine material and the heat exchange between gas and clay in this

Bereich verbessert.area improved.

thyssenkrupp Polysius GmbH 222380P00LU thyssenkrupp AG LU103142 8/14thyssenkrupp Polysius GmbH 222380P00LU thyssenkrupp AG LU103142 8/14

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist die Vorrichtung einen Vorwärmer und/oder einen Trockner auf. Der Vorwarmer oder der Trockner ist gasströmungstechnisch hinter dem Drehrohrofen und materialströmungstechnisch vor dem Drehrohrofen angeordnet. Zwar kann auch eine Trocknung und eine Erwärmung vollständig und ausschließlich im Drehrohrofen erfolgen, aber durch den durch die externe Erzeugung des Heißgasstromes größeren Gasstrom ist es vorteilhaft, wenn derIn a further embodiment of the invention, the device has a preheater and/or a dryer. The preheater or dryer is arranged behind the rotary kiln in terms of gas flow and in front of the rotary kiln in terms of material flow. Although drying and heating can also take place completely and exclusively in the rotary kiln, due to the larger gas flow caused by the external generation of the hot gas flow, it is advantageous if the

Wärmeübertrag in einem zusätzlichen Trockner und/oder Vorwärmer erfolgt. DerHeat transfer takes place in an additional dryer and/or preheater. The

Vorwärmer kann als Kaskade von Zyklonvorwärmern oder auch alsPreheater can be used as a cascade of cyclone preheaters or as

Steigrohrwärmetauscher mit längerer Verweilzeit und einem Abscheidezyklon ausgebildet sein. Als Trockner wird bevorzugt ein Trommeltrockner eingesetzt. DerRiser tube heat exchanger with longer residence time and a separating cyclone. A drum dryer is preferably used as the dryer. The

Vorteil des Trommeltrockners ist, dass dieser auch mit sehr groben Partikeln (bis in den cm Bereich) arbeiten kann. Ebenso kann eine Mühle oder ein Brecher mit anschließendem Steigrohrtrockner mit Abscheidezyklon als Trockner verwendet werden.The advantage of the drum dryer is that it can also work with very coarse particles (down to the cm range). A mill or a crusher with a subsequent riser dryer with a separation cyclone can also be used as a dryer.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die HeiRgaserzeugungsvorrichtung eine Verbrennungsvorrichtung für einen Ersatzbrennstoff. Besonders bevorzugt ist dieIn a further embodiment of the invention, the hot gas generating device is a combustion device for a substitute fuel. Particularly preferred is the

Verbrennungsvorrichtung zur Verbrennung von Biomasse ausgebildet. Alternativ kann es sich um einen elektrisch betriebenen Überhitzer handeln, der beim Betrieb mit regenerativ erzeugtem Strom ebenfalls klimaneutral wäre.Combustion device designed to burn biomass. Alternatively, it can be an electrically operated superheater, which would also be climate-neutral when operated with electricity generated from renewable sources.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist die Verbrennungsvorrichtung einen gasdichten Feststoffaustrag auf. Dadurch wird ein Betrieb derIn a further embodiment of the invention, the combustion device has a gas-tight solids discharge. This enables operation of the

Verbrennungsvorrichtung auch bei einem Überdruck möglich.Combustion device also possible at overpressure.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die Verbrennungsvorrichtung einIn a further embodiment of the invention, the combustion device is a

Rückschubrost, ein Drehrohr, ein Gleichstromrost oder ein Drehherd.Reverse-acting grate, a rotary kiln, a direct-current grate or a rotary kiln.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist der Drehrohrofen eineIn a further embodiment of the invention, the rotary kiln has a

Hilfsbrennvorrichtung auf. Bei der Verwendung von Ersatzbrennstoffen, beispielsweiseAuxiliary combustion device. When using substitute fuels, for example

Biomasse, kommt es üblicherweise zu Schwankungen des Brennwertes und derBiomass, there are usually fluctuations in the calorific value and the

Feuchtigkeit, sodass die erzeugte Temperatur in der VerbrennungsvorrichtungHumidity, so that the temperature generated in the combustion device

Schwankungen unterliegt. Diese können zwar regelungstechnisch durch die Zuführung thyssenkrupp Polysius GmbH 222380P00LU thyssenkrupp AG LU103142 9/14 des Ersatzbrennstoffes abgemildert werden, dieses ist jedoch oft langsam. Daher kann es sinnvoll sein, eine Hilfsbrennvorrichtung vorzusehen, die mit einem einfach zu dosierenden, schnell und leicht verbrennbaren Brennstoff arbeitet. Typischerweise kann dieses ein Gasbrenner sein, zur Vermeidung auch dieser Kohlendioxidemissionen zumThese can be mitigated by the supply of substitute fuel, but this is often slow. It can therefore be useful to provide an auxiliary combustion device that works with a fuel that is easy to dose and burns quickly and easily. Typically, this can be a gas burner, in order to avoid these carbon dioxide emissions as well.

Beispiel für Biogas. Hierdurch kann in sehr schneller Weise auf diese Schwankungen reagiert und die Temperatur dadurch im Drehrohrofen besonders konstant gehalten werden.Example for biogas. This allows a very quick response to these fluctuations and the temperature in the rotary kiln can be kept particularly constant.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist die Vorrichtung eineIn a further embodiment of the invention, the device has a

Mischvorrichtung auf. Die Mischvorrichtung ist zur Vermischung des Tones mit einemThe mixing device is used to mix the clay with a

Reduktionsmittel ausgebildet. Die Mischvorrichtung ist in Materialstromrichtung vor demThe mixing device is located in the material flow direction in front of the

Drehrohrofen angeordnet. Die Mischvorrichtung kann beispielsweise zwischen einemThe mixing device can be arranged, for example, between a

Trockner und dem Drehrohrofen angeordnet sein. Als Reduktionsmittel kann beispielsweise Kohle eingesetzt werden. Ebenso kann beispielsweise unverbrannteThe dryer and the rotary kiln can be arranged. Coal can be used as a reducing agent. Unburned

Kohlenstoffreste aus der Verbrennungsvorrichtung verwendet werden. Durch dieCarbon residues from the combustion device are used.

Vermischung wird eine lokal reduzierende Atmosphäre um den zu aktivierenden Ton imMixing creates a locally reducing atmosphere around the tone to be activated in the

Drehrohrofen geschaffen, was wiederum verhindert, dass der Ton, beispielsweise durch die Oxidation von Eisen, eine ungewollte Farbe annimmt. Wesentlich ist jedoch, dass nur so wenig Reduktionsmittel verwendet wird, damit am Ende kein und nicht störendRotary kiln, which in turn prevents the clay from taking on an undesirable colour, for example due to the oxidation of iron. However, it is essential that only as little reducing agent is used so that in the end there is no and not disturbing

Reduktionsmittel im fertigen Produkt landet.reducing agent ends up in the finished product.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist der Drehrohrofen wenigstens eine seitlich angeordnete Zuführungsvorrichtung für ein Reduktionsmittel auf. Die seitlich angeordnete Zuführungsvorrichtung kann beispielsweise ein sogenannter Scoop Feeder sein. Hierdurch kann das Reduktionsmittel insbesondere in den richtigenIn a further embodiment of the invention, the rotary kiln has at least one laterally arranged feed device for a reducing agent. The laterally arranged feed device can be, for example, a so-called scoop feeder. This allows the reducing agent to be fed into the correct

Temperaturbereich direkt zugeführt werden.temperature range can be supplied directly.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist der Drehrohrofen wenigstens eine seitlich angeordnete Luftzuführung auf. Durch die Luftzuführung kann insbesondere sauerstoffhaltiges Gas zugeführt werden. Hierdurch ist eine vollständige Verbrennung beispielsweise eines Reduktionsmittels oder dessen gasförmigen Reaktionsprodukte thyssenkrupp Polysius GmbH 222380P00LU thyssenkrupp AG LU103142 10/14 möglich. Gleichzeitig kann gerade im Bereich der höchsten Temperatur eine extrem sauerstoffarme Umgebung erhalten werden.In a further embodiment of the invention, the rotary kiln has at least one air supply arranged laterally. In particular, oxygen-containing gas can be supplied through the air supply. This enables complete combustion of, for example, a reducing agent or its gaseous reaction products thyssenkrupp Polysius GmbH 222380P00LU thyssenkrupp AG LU103142 10/14. At the same time, an extremely oxygen-poor environment can be maintained, particularly in the area of the highest temperature.

In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer erfindungsgemäRen Vorrichtung. Der Ton wird hierbei in einem Drehrohrofen thermisch mittels außerhalb des Drehrohrofens erzeugtem Heißgas aktiviert. Wesentlich ist, wie bereits ausgeführt, die räumliche Trennung von Heißgaserzeugung und thermischerIn a further aspect, the invention relates to a method for operating a device according to the invention. The clay is thermally activated in a rotary kiln by means of hot gas generated outside the rotary kiln. As already stated, the spatial separation of hot gas generation and thermal

Aktivierung, wodurch beide getrennt voneinander optimiert werden können.Activation, which allows both to be optimized separately.

Insbesondere kann die Heißgaserzeugungsvorrichtung mittels eines Ersatzbrennstoffes bei ausreichend hohen Temperaturen mit ausreichend Sauerstoff über ausreichend langeIn particular, the hot gas generating device can be operated using a substitute fuel at sufficiently high temperatures with sufficient oxygen for a sufficiently long time.

Zeit erfolgen, wohingegen die thermische Aktivierung insbesondere bei geringerenTime, whereas thermal activation takes place especially at lower

Temperaturen und vorzugsweise sehr geringem Sauerstoffgehalt durchgeführt wird.temperatures and preferably very low oxygen content.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist der Druck in derIn a further embodiment of the invention, the pressure in the

Verbrennungsvorrichtung höher als der Druck in dem Drehrohrofen. Diese Fahrweise ist bevorzugt, um lediglich mittels eines Saugzugventilators gasströmungstechnisch hinter dem Drehrohrofen arbeiten zu können. Hierbei kann der Druck in dercombustion device is higher than the pressure in the rotary kiln. This mode of operation is preferred in order to be able to work behind the rotary kiln in terms of gas flow using only an induced draft fan. The pressure in the

Heißgaserzeugungsvorrichtung um oder auch über dem Umgebungsdruck gewählt werden.Hot gas generation device can be selected at or above ambient pressure.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird die Temperatur in derIn a further embodiment of the invention, the temperature in the

Verbrennungsvorrichtung höher gewählt als die Temperatur in dem Drehrohrofen.Combustion device selected higher than the temperature in the rotary kiln.

Hierdurch ist eine sichere Verbrennung von Ersatzbrennstoffen, beispielsweiseThis enables safe combustion of substitute fuels, for example

Biomasse, möglich ohne dass dieses eine negative Auswirkung auf die Produktqualität hat, da eine zu hohe Temperatur zu einer Deaktivierung des Tones führt.Biomass, without this having a negative impact on the product quality, since too high a temperature leads to a deactivation of the clay.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird die Temperatur im Drehrohrofen durch die Zuführung von Ersatzbrennstoff zur Verbrennungsvorrichtung geregelt. DerIn a further embodiment of the invention, the temperature in the rotary kiln is regulated by supplying substitute fuel to the combustion device.

Vorteil ist, dass eben keine weiteren, meist primären, Brennstoffe eingesetzt werden müssen und dadurch die Kohlendioxidemission aus nicht-regenerativen Brennstoffen minimiert werden kann.The advantage is that no additional, mostly primary, fuels need to be used, thus minimizing carbon dioxide emissions from non-renewable fuels.

thyssenkrupp Polysius GmbH 222380P00LU thyssenkrupp AG LU103142 11/14thyssenkrupp Polysius GmbH 222380P00LU thyssenkrupp AG LU103142 11/14

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird der Ton zusammen mit einemIn a further embodiment of the invention, the clay is used together with a

Reduktionmittel dem Drehrohrofen zugeführt. Das Reduktionsmittel kann beispielsweiseReducing agent is fed into the rotary kiln. The reducing agent can, for example,

Kohle, Holz oder andere biogene Materialien, bevorzugt nicht vollständig verbrannteCoal, wood or other biogenic materials, preferably not completely burned

Rückstände aus der Verbrennung eines Ersatzbrennstoffes, sein. Durch die gemeinsame Einführung wird im Bereich des zu aktivierenden Tones im Drehrohrofen eine lokale reduzierende Atmosphäre geschaffen, welche verhindert, dass beispielsweiseResidues from the combustion of a substitute fuel. Through the joint introduction, a local reducing atmosphere is created in the area of the clay to be activated in the rotary kiln, which prevents, for example,

Eisen im Ton aufoxidiert wird und dadurch der Ton bei der Aktivierung eine für dasIron in the clay is oxidized and the clay, when activated, takes on a

Produkt unerwünschte Farbe annimmt. Dieses unterstützt weiter die Trennung zwischen den Bedingungen bei der HeiRgaserzeugung und der Aktivierung, da somit auch dieProduct takes on an undesirable color. This further supports the separation between the conditions of hot gas generation and activation, as this also

Sauerstoffkonzentration freier gewählt werden kann.Oxygen concentration can be chosen more freely.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird in den Drehrohrofen in einemIn a further embodiment of the invention, the rotary kiln is filled with

Temperaturbereich des Prozessgases von 400 bis 850 °C, bevorzugt 500 bis 650 °CTemperature range of the process gas from 400 to 850 °C, preferably 500 to 650 °C

Sauerstoff oder ein sauerstoffhaltiges Gasgemisch eingeleitet. Dieses erfolgt bevorzugt, um den vollständigen Ausbrand von nicht vollständig umgesetzteOxygen or an oxygen-containing gas mixture is introduced. This is preferably done to ensure complete burnout of incompletely converted

Verbrennungsprodukten der organischen Bestandteile des Aufgabematerials (Ton) und / oder der nicht vollständig umgesetzten Reaktionsprodukte eines Reduktionsmittels sicher zu stellen.combustion products of the organic components of the feed material (clay) and/or the incompletely converted reaction products of a reducing agent.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird nach derIn a further embodiment of the invention, after the

HeiRgaserzeugungsvorrichtung in der Gasleitung der Sauerstoffgehalt unter 2 Vol.-%, bevorzugt unter 1 Vol.-%, gewählt. Hierdurch wird die Aufoxidation eines Tones und damit eine ungewollte Farbveränderung minimiert.In the hot gas generating device in the gas line, the oxygen content is selected to be below 2 vol.%, preferably below 1 vol.%. This minimizes the oxidation of a clay and thus an unwanted color change.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird die HeiRgaserzeugungsvorrichtung elektrisch beheizt. Durch die Verwendung von grünem Strom ist somit auch eineIn a further embodiment of the invention, the hot gas generating device is heated electrically. The use of green electricity also enables

Vermeidung von Kohlendioxid-Emissionen möglich.Avoidance of carbon dioxide emissions possible.

Nachfolgend ist die erfindungsgemäße Vorrichtung anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.The device according to the invention is explained in more detail below using an embodiment shown in the drawings.

Fig. 1 erstes Beispiel thyssenkrupp Polysius GmbH 222380P00LU thyssenkrupp AG LU103142 12/14Fig. 1 first example thyssenkrupp Polysius GmbH 222380P00LU thyssenkrupp AG LU103142 12/14

Fig. 2 zweites BeispielFig. 2 second example

Fig. 3 drittes BeispielFig. 3 third example

Fig. 4 viertes BeispielFig. 4 fourth example

In Fig. 1 wird ein erstes Beispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung gezeigt. Der zu aktivierende Ton gelangt über eine Tonzufuhr in einen Trockner 40, beispielsweise einenA first example of a device according to the invention is shown in Fig. 1. The clay to be activated is fed via a clay feed into a dryer 40, for example a

Trommeltrockner. Von dort wird der Ton in einen Drehrohrofen 10 überführt und dort thermisch behandelt. Der aktivierte Ton wird aus dem Drehrohrofen 10 in einenDrum dryer. From there, the clay is transferred to a rotary kiln 10 and thermally treated there. The activated clay is transferred from the rotary kiln 10 to a

Materialkühler 30 überführt und dort gekühlt. Während der Überführung wird dieMaterial cooler 30 and cooled there. During the transfer, the

Temperatur des Tones mittels eines Temperatursensors 11 erfasst, welcher unterhalb des Drehrohrofens 10 angeordnet ist und so kontaktlos mittels Infrarot und ohne starkeThe temperature of the clay is measured by a temperature sensor 11, which is arranged below the rotary kiln 10 and thus contactlessly by means of infrared and without strong

Staubbelastung die Temperatur verschleißfrei erfassen kann. Das gekühlte aktivierteDust pollution can measure the temperature without wear. The cooled activated

Produkt wird über den Produktauslass 32 aus dem Materialkühler 30 entfernt. Das ist derProduct is removed from the material cooler 30 via the product outlet 32. This is the

Materialstrom durch die Vorrichtung. Der Gasstrom läuft dazu im Gegenstrom. Das kalteMaterial flow through the device. The gas flow runs in countercurrent. The cold

Gas wird über die Gaszufuhr 31 dem Materialkühler 30 zugeführt und dort erwärmt. Das erwärmte Gas wird in einen Staubfilter 50 geführt. Der abgeschiedene Staub wird demGas is fed via the gas supply 31 to the material cooler 30 and heated there. The heated gas is fed into a dust filter 50. The separated dust is fed to the

Produkt am Produktauslass 32 zugeführt. Das staubfreie erwärmet Gas wird derProduct is fed to the product outlet 32. The dust-free heated gas is fed to the

HeilRgaserzeugungsvorrichtung 20 zugeführt. In der HeilRgaserzeugungsvorrichtung 21 wird ein Ersatzbrennstoff, beispielsweise Biomasse, über eine Ersatzbrennstoffzufuhr 21 eingebracht und dort beispielsweise bei 1100 °C für wenigstens 20s sicher und vollständig verbrannt. Rückstände des Ersatzbrennstoffs werden über eine Schleuse 22 ausgeschleust, damit die Heißgaserzeugungsvorrichtung 21 unter einem leichtenA substitute fuel, for example biomass, is introduced into the substitute fuel supply 21 and is burned there safely and completely, for example at 1100 °C for at least 20s. Residues of the substitute fuel are discharged via a lock 22 so that the hot gas generating device 21 can be operated under a slight

Überdruck betrieben werden kann. Das in der Heißgaserzeugungsvorrichtung 21 erzeugte Heißgas wird über eine Gasleitung 23, welche eine Länge hat, sodass Heißgas etwa 5s in der Gasleitung 23 verweilt, in den Drehrohrofen 10 geführt. Dort erfolgt derOverpressure can be operated. The hot gas generated in the hot gas generating device 21 is fed into the rotary kiln 10 via a gas line 23, which has a length such that hot gas remains in the gas line 23 for about 5s. There the

Wärmeübergang auf den zu aktivierenden Ton und damit die Aktivierung des Tones. Da die Wärmeerzeugung nicht innerhalb des Drehrohrofens 10 erfolgt, ist anzunehmen, dass ein Teil der Wärme indirekt, also erst vom Gas auf den Drehrohrofen 10 und dann vomHeat transfer to the clay to be activated and thus the activation of the clay. Since the heat generation does not take place within the rotary kiln 10, it can be assumed that part of the heat is transferred indirectly, i.e. first from the gas to the rotary kiln 10 and then from the

Drehrohrofen 10 auf den Ton erfolgt, da die Oberfläche des Drehrohrofens 10 größer als die Oberfläche des Tons im Drehrohrofen 10 ist. Das im Drehrohrofen 10 deutlich abgekühlte Gas wird aus dem Drehrohrofen 10 in den Trockner 40 geführt. Der Trockner thyssenkrupp Polysius GmbH 222380P00LU thyssenkrupp AG LU103142 13/14 40 ist als Trommeltrockner ausgeführt. Aus dem Trockner 40 wird das Gas dann über das Abgas 42 abgeführt.Rotary kiln 10 is used to apply pressure to the clay, since the surface of rotary kiln 10 is larger than the surface of the clay in rotary kiln 10. The gas, which has been cooled significantly in rotary kiln 10, is led from rotary kiln 10 into dryer 40. Dryer 40 is designed as a drum dryer. The gas is then discharged from dryer 40 via exhaust gas 42.

Fig. 2 zeigt ein zweites Beispiel einer erfindungsgemäßem Vorrichtung. Der Ton wirdFig. 2 shows a second example of a device according to the invention. The sound is

Über die Tonzufuhr 41 in einen Vorwärmer 43 geführt, welcher als kaskadierterVia the clay supply 41 into a preheater 43, which is a cascaded

Flugstromwärmetauscher ausgeführt ist. Das in dem Vorwärmer 43 vorgewärmteThe preheated air in the preheater 43 is

Material wird in den Drehrohrofen 10 überführt und dort thermisch aktiviert. Das imMaterial is transferred to the rotary kiln 10 and thermally activated there. The

Drehrohrofen 10 aktivierte Material wird an dem Temperatursensor 11 vorbei auf ein Sieb 60 geführt. Beispielsweise Partikel mit mehr als 2 mm werden in einen Brecher 61 geführt, und das feien Material mit weniger als 2 mm von dem Sieb 60 zusammen mit dem im Brecher 61 zerkleinerten Material wird in einen Mischer 62 gegeben und dort mit kaltem, zurückgeführtem Material vermischt und anschließend in einem Materialkühler 30 in Form eines Flugstromwärmetauschers gekühlt. Das den Materialkühler 30 verlassende aktivierte und gekühlte Material wird aufgeteilt und zum Teil über dieThe material activated in the rotary kiln 10 is passed past the temperature sensor 11 onto a screen 60. For example, particles with more than 2 mm are passed into a crusher 61, and the free material with less than 2 mm from the screen 60 together with the material crushed in the crusher 61 is fed into a mixer 62 and mixed there with cold, returned material and then cooled in a material cooler 30 in the form of an entrained flow heat exchanger. The activated and cooled material leaving the material cooler 30 is divided and partly via the

Produktrückführung 33 zum Mischer 62 zurückgeführt und zum anderen Teil über den 32Product return 33 is returned to the mixer 62 and the other part via the 32

Produktauslass 32 abgeführt. Der Gasstrom wird analog zum ersten Beispiel geführt, lediglich ist nach dem Vorwärmer 43 ein Staubfilter 50 angeordnet, um feinstes Material über den Vorwärmer 43 zurück in den Drehrohrofen 10 und damit letztendlich in das fertige Produkt zu überführen.Product outlet 32. The gas flow is guided analogously to the first example, only a dust filter 50 is arranged after the preheater 43 in order to transfer the finest material via the preheater 43 back into the rotary kiln 10 and thus ultimately into the finished product.

Das in Fig. 3 gezeigte dritte Beispiel unterscheidet sich von dem in Fig. 2 gezeigtenThe third example shown in Fig. 3 differs from the one shown in Fig. 2

Beispiel dadurch, dass der Temperatursensor 11 unterhalb des Siebes 60 angeordnet ist.Example in that the temperature sensor 11 is arranged below the sieve 60.

Das in Fig. 4 gezeigte vierte Beispiel unterscheidet sich von dem in Fig. 2 gezeigten zweiten Beispiel dadurch, dass das Sieb 60 als Trommelsieb ausgeführt ist und auf einerThe fourth example shown in Fig. 4 differs from the second example shown in Fig. 2 in that the screen 60 is designed as a drum screen and is mounted on a

Ebene mit dem Drehrohrofen 10 angeordnet ist. Daher ist die Gasleitung 23 derLevel with the rotary kiln 10. Therefore, the gas line 23 of the

HeilRgaserzeugungsvorrichtung 20 mit dem Sieb 60 verbunden, sodass das heiße Gas durch das Trommelsieb dem Drehrohrofen 60 zugeführt wird. Daher ist auch derThe hot gas generating device 20 is connected to the screen 60 so that the hot gas is fed through the drum screen to the rotary kiln 60. Therefore, the

Temperatursensor 11 hinter dem Sieb 60 angeordnet.Temperature sensor 11 arranged behind the sieve 60.

Bezugszeichen thyssenkrupp Polysius GmbH 222380P00LU thyssenkrupp AG LU103142 14/14 10 Drehrohrofen 11 Temperatursensor 20 HeilRgaserzeugungsvorrichtung 21 Ersatzbrennstoffzufuhr 22 Schleuse 23 Gasleitung 30 Materialkühler 31 Gaszufuhr 32 Produktauslass 33 Produktrückrührung 40 Trockner 41 Tonzufuhr 42 Abgas 43 VorwärmerReference number thyssenkrupp Polysius GmbH 222380P00LU thyssenkrupp AG LU103142 14/14 10 Rotary kiln 11 Temperature sensor 20 Medicinal gas generation device 21 Alternative fuel supply 22 Lock 23 Gas line 30 Material cooler 31 Gas supply 32 Product outlet 33 Product recirculation 40 Dryer 41 Clay supply 42 Exhaust gas 43 Preheater

Staubfilter 60 Sieb 61 Brecher 62 MischerDust filter 60 Sieve 61 Crusher 62 Mixer

Claims (34)

thyssenkrupp Polysius GmbH 222380P00LU thyssenkrupp AG LU103142 1/5 Patentansprüchethyssenkrupp Polysius GmbH 222380P00LU thyssenkrupp AG LU103142 1/5 Patent claims 1. Vorrichtung zur Erzeugung eines thermisch aktivierten Tones, wobei die Vorrichtung einen Drehrohrofen (10) und eine von dem Drehrohrofen (10) getrennte Heißgaserzeugungsvorrichtung (20) aufweist, wobei die HeilRgaserzeugungsvorrichtung (20) und der Drehrohrofen (10) über eine Gasleitung (23) zur Überführung in der Heißgaserzeugungsvorrichtung (20) erzeugter heißer Gase verbunden sind.1. Device for producing a thermally activated clay, the device comprising a rotary kiln (10) and a hot gas generating device (20) separate from the rotary kiln (10), the hot gas generating device (20) and the rotary kiln (10) being connected via a gas line (23) for transferring hot gases generated in the hot gas generating device (20). 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung einen ersten Temperatursensor (11) aufweist, wobei der erste Temperatursensor (11) ein Infrarotsensor ist, wobei der erste Temperatursensor (11) im Auslaufbereich unterhalb des Drehrohrofens (10) angeordnet ist.2. Device according to claim 1, characterized in that the device has a first temperature sensor (11), wherein the first temperature sensor (11) is an infrared sensor, wherein the first temperature sensor (11) is arranged in the outlet region below the rotary kiln (10). 3. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung einen zweiten Temperatursensor aufweist, wobei der zweite Temperatursensor in oder an dem Drehrohrofen (10) angeordnet ist.3. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the device has a second temperature sensor, wherein the second temperature sensor is arranged in or on the rotary kiln (10). 4. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gasleitung (23) eine Länge aufweist, sodass das Gas innerhalb der Gasleitung (23) eine Verweilzeit zwischen 0,5 und 10 s aufweist.4. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the gas line (23) has a length such that the gas within the gas line (23) has a residence time of between 0.5 and 10 s. 5. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung einen Materialkühler (30) aufweist, wobei der Drehrohrofen (10) mit dem Materialkühler (30) zur Überführung des thermisch behandelten Tones verbunden sind, wobei der Materialkühler (30) mit der Heißgaserzeugungsvorrichtung (20) zur Überführung von im Materialkühler (30) vorgewärmten Gas verbunden ist.5. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the device has a material cooler (30), wherein the rotary kiln (10) is connected to the material cooler (30) for transferring the thermally treated clay, wherein the material cooler (30) is connected to the hot gas generating device (20) for transferring gas preheated in the material cooler (30). 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Materialkühler (30) und der HeiRgaserzeugungsvorrichtung (20) ein Staubfilter (50) angeordnet ist.6. Device according to claim 5, characterized in that a dust filter (50) is arranged between the material cooler (30) and the hot gas generating device (20). thyssenkrupp Polysius GmbH 222380P00LU thyssenkrupp AG LU103142 2/5thyssenkrupp Polysius GmbH 222380P00LU thyssenkrupp AG LU103142 2/5 7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Materialkühler (30) ein Trommelkühler ist.7. Device according to one of claims 5 to 6, characterized in that the material cooler (30) is a drum cooler. 8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Materialkühler (30) ein Zyklon- oder Wirbelschichtkühler ist.8. Device according to one of claims 5 to 6, characterized in that the material cooler (30) is a cyclone or fluidized bed cooler. 9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Drehrohrofen (10) und dem Materialkühler (30) eine Zerkleinerungsvorrichtung angeordnet ist.9. Device according to claim 8, characterized in that a comminution device is arranged between the rotary kiln (10) and the material cooler (30). 10. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Drehrohrofen (10) und dem Materialkühler (30) ein Trommelsieb angeordnet ist.10. Device according to claim 8, characterized in that a drum screen is arranged between the rotary kiln (10) and the material cooler (30). 11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass hinter dem Grobauslass des Trommelsiebs ein Brecher (61) angeordnet ist.11. Device according to claim 10, characterized in that a crusher (61) is arranged behind the coarse outlet of the drum screen. 12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine Produktrückführung aufweist, wobei die Produktrückführung zur Rückführung von im Materialkühler (30) gekühltem Produkt zwischen den Drehrohrofen (10) und den Materialkühler (30) ausgebildet ist.12. Device according to one of claims 8 to 11, characterized in that the device has a product return, wherein the product return is designed for returning product cooled in the material cooler (30) between the rotary kiln (10) and the material cooler (30). 13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung einen Vorkühler aufweist, wobei der Vorkühler zwischen dem Drehrohrofen (10) und dem Materialkühler (30) angeordnet ist, wobei der Vorkühler eine direkte oder indirekte Wasserkühlung aufweist.13. Device according to one of claims 5 to 12, characterized in that the device has a pre-cooler, wherein the pre-cooler is arranged between the rotary kiln (10) and the material cooler (30), wherein the pre-cooler has a direct or indirect water cooling. 14. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehrohrofen (10) Einbauten zur vertikalen Förderung des Tones aufweist.14. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the rotary kiln (10) has internals for the vertical conveyance of the clay. 15. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehrohrofen (10) Stauringe aufweist.15. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the rotary kiln (10) has baffle rings. thyssenkrupp Polysius GmbH 222380P00LU thyssenkrupp AG LU103142 3/5thyssenkrupp Polysius GmbH 222380P00LU thyssenkrupp AG LU103142 3/5 16. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gasleitung (23) eine Stickstoffzuführung zur Entfernung von Stickoxiden aufweist.16. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the gas line (23) has a nitrogen supply for removing nitrogen oxides. 17. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Gasstromrichtung hinter dem Drehrohrofen (10) ein Saugzugventilator angeordnet ist.17. Device according to one of the preceding claims, characterized in that an induced draft fan is arranged behind the rotary kiln (10) in the gas flow direction. 18. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Gasstromrichtung hinter dem Drehrohrofen (10) ein Staubfilter (50) angeordnet ist, wobei der Staubfilter (50) zur Rückführung des abgeschiedenen Staubes mit dem Drehrohrofen (10) oder in eines der vorgeschalteten Aggregaten zur Materialvorbehandlung, beispielsweise (40) oder (43) verbunden ist.18. Device according to one of the preceding claims, characterized in that a dust filter (50) is arranged behind the rotary kiln (10) in the gas flow direction, wherein the dust filter (50) is connected to the rotary kiln (10) or to one of the upstream units for material pretreatment, for example (40) or (43), for returning the separated dust. 19. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehrohrofen (10) im mittleren Bereich einen größeren Durchmesser aufweist.19. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the rotary kiln (10) has a larger diameter in the middle region. 20. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung einen Vorwärmer (43) und/oder einen Trockner (40) aufweist, wobei der Vorwärmer (43) oder der Trockner (40) gasströmungstechnisch hinter dem Drehrohrofen (10) und materialströmungstechnisch vor dem Drehrohrofen (10) angeordnet ist.20. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the device has a preheater (43) and/or a dryer (40), wherein the preheater (43) or the dryer (40) is arranged behind the rotary kiln (10) in terms of gas flow and upstream of the rotary kiln (10) in terms of material flow. 21. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die HeiRgaserzeugungsvorrichtung (20) eine Verbrennungsvorrichtung für einen Ersatzbrennstoff ist.21. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the hot gas generating device (20) is a combustion device for a substitute fuel. 22. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbrennungsvorrichtung einen gasdichten Feststoffaustrag aufweist.22. Device according to claim 21, characterized in that the combustion device has a gas-tight solids discharge. 23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 21 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbrennungsvorrichtung ein Rückschubrost, ein Drehrohr, ein Gleichstromrost oder ein Drehherd ist.23. Device according to one of claims 21 to 22, characterized in that the combustion device is a reverse-acting grate, a rotary kiln, a direct-current grate or a rotary hearth. thyssenkrupp Polysius GmbH 222380P00LU thyssenkrupp AG LU103142 4/5 24 Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehrohrofen (10) eine Hilfsbrennvorrichtung aufweist.thyssenkrupp Polysius GmbH 222380P00LU thyssenkrupp AG LU103142 4/5 24 Device according to one of the preceding claims, characterized in that the rotary kiln (10) has an auxiliary combustion device. 25. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine Mischvorrichtung aufweist, wobei die Mischvorrichtung zur Vermischung des Tones mit einem Reduktionsmittel ausgebildet ist, wobei die Mischvorrichtung in Materialstromrichtung vor dem Drehrohrofen (10) angeordnet ist.25. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the device has a mixing device, wherein the mixing device is designed to mix the clay with a reducing agent, wherein the mixing device is arranged in front of the rotary kiln (10) in the direction of material flow. 26. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehrohrofen (10) wenigstens eine seitlich angeordnete Zuführungsvorrichtung für ein Reduktionsmittel aufweist.26. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the rotary kiln (10) has at least one laterally arranged supply device for a reducing agent. 27.Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehrohrofen (10) wenigstens eine seitlich angeordnete Luftzuführung aufweist.27.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the rotary kiln (10) has at least one laterally arranged air supply. 28. Verfahren zum Betreiben einer Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ton in einem Drehrohrofen (10) thermisch mittels außerhalb des Drehrohrofens (10) erzeugtem Heißgas aktiviert wird.28. Method for operating a device according to one of the preceding claims, characterized in that the clay is thermally activated in a rotary kiln (10) by means of hot gas generated outside the rotary kiln (10). 29. Verfahren nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck in der Verbrennungsvorrichtung höher ist als der Druck in dem Drehrohrofen (10).29. Method according to claim 28, characterized in that the pressure in the combustion device is higher than the pressure in the rotary kiln (10). 30. Verfahren nach einem der Ansprüche 28 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur in der Verbrennungsvorrichtung höher ist als die Temperatur in dem Drehrohrofen (10).30. Method according to one of claims 28 to 29, characterized in that the temperature in the combustion device is higher than the temperature in the rotary kiln (10). 31. Verfahren nach einem der Ansprüche 28 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur im Drehrohrofen (10) durch die Zuführung von Ersatzbrennstoff zur Verbrennungsvorrichtung geregelt wird.31. Method according to one of claims 28 to 30, characterized in that the temperature in the rotary kiln (10) is regulated by the supply of substitute fuel to the combustion device. thyssenkrupp Polysius GmbH 222380P00LU thyssenkrupp AG LU103142 5/5thyssenkrupp Polysius GmbH 222380P00LU thyssenkrupp AG LU103142 5/5 32. Verfahren nach einem der Ansprüche 28 bis 31, dadurch gekennzeichnet, dass der Ton zusammen mit einem Reduktionmittel dem Drehrohrofen (10) zugeführt wird.32. Method according to one of claims 28 to 31, characterized in that the clay is fed to the rotary kiln (10) together with a reducing agent. 33. Verfahren nach einem der Ansprüche 28 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass in den Drehrohrofen (10) in einem Temperaturbereich von 400 bis 850 °C, bevorzugt von 500 bis 650 °C Sauerstoff oder ein sauerstoffhaltiges Gasgemisch eingeleitet wird.33. Method according to one of claims 28 to 32, characterized in that oxygen or an oxygen-containing gas mixture is introduced into the rotary kiln (10) in a temperature range from 400 to 850 °C, preferably from 500 to 650 °C. 34. Verfahren nach einem der Ansprüche 28 bis 33, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Heißgaserzeugungsvorrichtung (20) in der Gasleitung (23) der Sauerstoffgehalt unter 2 Vol.-%, bevorzugt unter 1 Vol.-%, liegt.34. Method according to one of claims 28 to 33, characterized in that after the hot gas generating device (20) in the gas line (23) the oxygen content is below 2 vol.%, preferably below 1 vol.%.
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