LU103143B1 - material cooler - Google Patents

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LU103143B1
LU103143B1 LU103143A LU103143A LU103143B1 LU 103143 B1 LU103143 B1 LU 103143B1 LU 103143 A LU103143 A LU 103143A LU 103143 A LU103143 A LU 103143A LU 103143 B1 LU103143 B1 LU 103143B1
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cooling zone
material cooler
oxygen
cooler
adjacent
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Eike Willms
Constantin Kimmig
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thyssenkrupp Polysius GmbH
Thyssenkrupp Ag
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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Materialkühler 40, wobei der Materialkühler 40 eine Auflagefläche für das zu kühlende Material aufweist, wobei der Materialkühler 40 eine Auftragsseite zur Einbringung von heißem Material auf die Auflagefläche und eine Austragsseite zur Ausbringung des gekühlten Materials aufweist, wobei der Materialkühler 40 wenigstens eine erste Kühlzone 41 und eine zweite Kühlzone 42 aufweist, wobei die erste Kühlzone 41 an die Austragsseite angrenzend ist, wobei die erste Kühlzone 41 eine Luftzubringung 51 aufweist, wobei die zweite Kühlzone 42 an die erste Kühlzone 41 angrenzend ist, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Kühlzone 42 eine erste Wasserzuführung 52 für Wasser mit mehr als 100 °C aufweist, wobei die erste Wasserzuführung 52 unterhalb der Auflagefläche angeordnet ist.The present invention relates to a material cooler 40, wherein the material cooler 40 has a support surface for the material to be cooled, wherein the material cooler 40 has an application side for introducing hot material onto the support surface and a discharge side for discharging the cooled material, wherein the material cooler 40 has at least a first cooling zone 41 and a second cooling zone 42, wherein the first cooling zone 41 is adjacent to the discharge side, wherein the first cooling zone 41 has an air supply 51, wherein the second cooling zone 42 is adjacent to the first cooling zone 41, characterized in that the second cooling zone 42 has a first water supply 52 for water at more than 100 °C, wherein the first water supply 52 is arranged below the support surface.

Description

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Materialkühlermaterial cooler

Die Erfindung betrifft einen Materialkühler mit Abdichtung des Sauerstoff-beaufschlagten wärmeren Teilbereichs gegen die Umgebungsluft im kälteren Teilbereichs desThe invention relates to a material cooler with sealing of the oxygen-exposed warmer part against the ambient air in the colder part of the

Materialkühlers.material cooler.

Anlagen, beispielsweise zur Herstellung von Klinker, werden heutzutage beispielsweise im sogenannten Oxyfuel-Verfahren betrieben, also im Idealfall in reinem Sauerstoff.Plants, for example for the production of clinker, are now operated using the so-called oxyfuel process, i.e. ideally in pure oxygen.

Dadurch ist das Gas idealisiert am Ende des Prozesses Kohlendioxid (mit Wasserdampf, welcher sehr leicht abgetrennt werden kann und somit die Kohlendioxid-Konzentration am Eintritt einer nachgeschalteten Kohlendioxid-Abtrenneinrichtung nicht senkt. Damit kann das Kohlendioxid in einfacher Weise abgesondert und damit eine Emission vermeiden werden. Insbesondere entfällt dadurch eine aufwändige Trennung insbesondere vom Stickstoff. Somit ist aber jede Nebenluftquelle, also die Möglichkeit des Eindringens von Umgebungsluft in das System möglichst weitestgehend zu vermeiden.As a result, the gas at the end of the process is ideally carbon dioxide (with water vapor), which can be separated very easily and thus does not reduce the carbon dioxide concentration at the inlet of a downstream carbon dioxide separation device. This means that the carbon dioxide can be separated in a simple manner and thus an emission can be avoided. In particular, this eliminates the need for complex separation, especially of nitrogen. However, any source of secondary air, i.e. the possibility of ambient air entering the system, should be avoided as far as possible.

Eine übliche Trennstelle zwischen dem sauerstoffhaltigen Bereich und derA common separation point between the oxygen-containing area and the

Umgebungsluft findet sich zumeist im Materialkühler, wo eine Kühlung wenigstens amAmbient air is usually found in the material cooler, where cooling is possible at least at

Ende mit Umgebungsluft erfolgt.end with ambient air.

Aus der DE 10 2006 026 234 A1 ist eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Kühlen vonFrom DE 10 2006 026 234 A1 a device and a method for cooling

Schüttgut bekannt.Bulk goods known.

Aus der WO 2022 248 384 A1 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung vonWO 2022 248 384 A1 discloses a method and a device for producing

Zementklinker bekannt.cement clinker.

Üblicherweise werden zur Vermeidung beispielsweise Trenn- oder Leitbleche in denTo avoid this, for example, separating or baffle plates are usually installed in the

Materialkühler eingesetzt, um die Gasströme zwischen den verschiedenen Bereichen zu minimieren. Dieses führt aber dennoch zu einer Vermischung und damit zum einem zumMaterial coolers are used to minimize the gas flows between the different areas. However, this still leads to mixing and thus to

Verlust von wertvollem Sauerstoff sowie zum Eindringen von Stickstoff in denLoss of valuable oxygen and penetration of nitrogen into the

Innenbereich. Des Weiteren weisen derartige statische Einrichtungen Verschleiß auf.Indoors. Furthermore, such static devices are subject to wear and tear.

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Aufgabe der Erfindung ist es, den Eintrag von Nebenluft über den Materialkühler in dasThe object of the invention is to prevent the entry of secondary air via the material cooler into the

System zu minimieren.system to minimize.

Gelöst wird diese Aufgabe durch den Materialkühler mit den in Anspruch 1 angegebenenThis object is achieved by the material cooler with the features specified in claim 1

Merkmalen. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie den Zeichnungen.Features. Advantageous further developments emerge from the subclaims, the following description and the drawings.

Der erfindungsgemäße Materialkühler dient zur Kühlung eines thermisch behandeltenThe material cooler according to the invention serves to cool a thermally treated

Materials, insbesondere eines Schüttgutes, beispielsweise eines Klinkers. Bevorzugt wird der eigentliche thermische Behandlungsvorgang nach dem Oxyfuelprozess durchgeführt, also in einer sauerstoffreichen Atmosphäre. Der Materialkühler weist eine Auflagefläche für das zu kühlende Material auf. Auf der Auflagefläche wandert das zu kühlende Material durch den Materialkühler. Dieses kann aktiv durch ein Förderorgan oder passiv, beispielweise durch schräge Anordnung, erfolgen. Der Materialkühler weist eineMaterial, in particular a bulk material, for example clinker. Preferably, the actual thermal treatment process is carried out according to the oxyfuel process, i.e. in an oxygen-rich atmosphere. The material cooler has a support surface for the material to be cooled. The material to be cooled moves through the material cooler on the support surface. This can be done actively by a conveyor or passively, for example by an inclined arrangement. The material cooler has a

Auftragsseite zur Einbringung von heißem Material auf die Auflagefläche und eineApplication side for applying hot material to the support surface and a

Austragsseite zur Ausbringung des gekühlten Materials auf. Der Materialkühler weist wenigstens eine erste Kühlzone und eine zweite Kühlzone auf. Die erste Kühlzone ist an die Austragsseite angrenzend. Das gekühlte Material wird aus der ersten Kühlzone somit ausgetragen. Die erste Kühlzone weist eine Luftzubringung auf. Über die Luftzubringung wird beispielsweise und bevorzugt Umgebungsluft zugeführt, um des Material zu kühlen, sodass dieses nach der Entnahme aus dem Materialkühler gehandhabt werden kann.Discharge side for discharging the cooled material. The material cooler has at least a first cooling zone and a second cooling zone. The first cooling zone is adjacent to the discharge side. The cooled material is thus discharged from the first cooling zone. The first cooling zone has an air supply. For example, ambient air is preferably supplied via the air supply in order to cool the material so that it can be handled after removal from the material cooler.

Über die Luftzubringung kann auch ein Gas beispielsweise aus einem Kreislauf zugeführt werden. Das über die Luftzubringung zugeführte Gas weist üblicherweise einen störenden Gasanteil, insbesondere Stickstoff auf. Die zweite Kühlzone ist an die ersteA gas can also be supplied via the air supply, for example from a circuit. The gas supplied via the air supply usually contains a disturbing gas component, in particular nitrogen. The second cooling zone is connected to the first

Kühlzone angrenzend. Somit ist die zweite Kühlzone entlang des Materialstromes vor der ersten Kühlzone angeordnet.Cooling zone adjacent. Thus, the second cooling zone is arranged along the material flow in front of the first cooling zone.

Erfindungsgemäß weist die zweite Kühlzone eine erste Wasserzuführung für Wasser mit mehr als 100 °C auf. Die erste Wasserzuführung ist unterhalb der Auflagefläche oder in der auf der Auflagefläche angeordnete Materialschicht angeordnet. Hierbei kann die eine erste Wasserzuführung für flüssiges, heiRes Wasser unter Druck oder für Wasserdampf ausgebildet sein. Eine Zuführung oberhalb von 100 °C ist zielführend um Kondensation im Material zu verhindern. Dieses ist notwendig, um beispielsweise bei Klinker eineAccording to the invention, the second cooling zone has a first water supply for water at more than 100 °C. The first water supply is arranged below the support surface or in the material layer arranged on the support surface. The first water supply can be designed for liquid, hot water under pressure or for water vapor. A supply above 100 °C is effective in order to prevent condensation in the material. This is necessary, for example, in clinker, to ensure a

222314P00LU 3/8 LU103143 anschließende und ungewollte Reaktion bei der Lagerung des Produkts zu verhindern.222314P00LU 3/8 LU103143 to prevent subsequent and unwanted reaction when storing the product.

Vorzugsweise wird das Wasser zwischen 100 und 200 °C zugeführt. Hier ist dasPreferably, the water is supplied between 100 and 200 °C. Here the

Optimum zwischen Ausnutzung der Wärmeenergie und Vermeidung der Kondensation zu wählen. Bekannt ist eine Direktkühlung der Materialschicht von oben, beispielsweise durch das Aufsprühen von Wasser. Erfindungswesentlich ist aber nun die Aufbringung des Wassers unterhalb oder innerhalb der Materialschicht, wodurch eine Sperrwirkung eben auch in der Materialschicht und nicht nur oberhalb erreicht wird.The optimum choice is to be made between using the heat energy and avoiding condensation. Direct cooling of the material layer from above is known, for example by spraying water on it. The key to the invention, however, is the application of the water below or within the material layer, whereby a barrier effect is achieved in the material layer and not just above it.

Ein wesentliches Merkmal ist die Zuführung des Wassers von unten. Bekannt sindAn essential feature is the supply of water from below.

Aufbringung von oben, beispielsweise auch durch Aufsprühen. In allen diesen Fällen verbleibt aber immer eine Gasschicht innerhalb des Materials, welche nicht durchApplication from above, for example by spraying. In all these cases, however, a gas layer remains within the material, which cannot be removed by

Wasserdampf eingenommen wird. Durch das Zuführen von unten wird die Materialschicht durchströmt und somit auch in diesem Bereich somit eine effiziente Gasbarriere geschaffen.Water vapor is absorbed. By supplying it from below, the material layer is flowed through and thus an efficient gas barrier is created in this area as well.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist der Materialkühler eine dritteIn a further embodiment of the invention, the material cooler has a third

Kühlzone auf. Die dritte Kühlzone ist an die zweite Kühlzone angrenzend. Die drittecooling zone. The third cooling zone is adjacent to the second cooling zone. The third

Kühlzone ist für den Betrieb mit angereichertem Sauerstoff mit einem Anteil von mehr als 50 Vol.-%, bevorzugt von mehr als 90 Vol.-%, Sauerstoff, also für den sogenanntenCooling zone is designed for operation with enriched oxygen with a proportion of more than 50 vol.%, preferably more than 90 vol.%, oxygen, i.e. for the so-called

Oxyfuel-Prozess, ausgelegt.Oxyfuel process.

Alternativ dazu kann die Sauerstoff-angereicherte Atmosphäre auch erst in einem demAlternatively, the oxygen-enriched atmosphere can also be created in a

Materialkühler und damit der zweiten Kühlzone benachbarten Vorrichtung, beispielsweise einem Ofenkopf, gegeben sein. In diesem Fall erfolgt die Abdichtung direkt an der Auftragsseite des Materialkühlers.material cooler and thus the device adjacent to the second cooling zone, for example a furnace head. In this case, the seal is made directly on the application side of the material cooler.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung erstreckt sich die zweite Zone über wenigstens 2 %, vorzugsweise wenigstens 3 %, der Gesamtlänge des Materialkühlers.In a further embodiment of the invention, the second zone extends over at least 2%, preferably at least 3%, of the total length of the material cooler.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung erstreckt sich die zweite Zone über höchstens 50 %, bevorzugt höchstens 35 %, weiter bevorzugt höchstens 20 %, weiter bevorzugt höchstens 10 %, der Gesamtlänge des Materialkühlers.In a further embodiment of the invention, the second zone extends over at most 50%, preferably at most 35%, further preferably at most 20%, further preferably at most 10%, of the total length of the material cooler.

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In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist der Materialkühler eine dritteIn a further embodiment of the invention, the material cooler has a third

Kühlzone auf. Die dritte Kühlzone ist an die zweite Kühlzone angrenzend. Die drittecooling zone. The third cooling zone is adjacent to the second cooling zone. The third

Kühlzone ist für den Betrieb mit einem Gemisch aus Kohlendioxid und Sauerstoff ausgebildet, wobei die Summe aus Sauerstoff und Kohlendioxid mehr als 80 Vol.-% beträgt. Auch dieses entspricht dem Oxyfuel-Verfahren, wobei zusätzlich Kohlendioxid (zumeist aus dem Abgas) zurückgeführt wird. Und so der Gasstrom erhöht wird, um den in reinem Sauerstoff fehlenden Stickstoff zu ersetzen und so die Tragfähigkeit desCooling zone is designed for operation with a mixture of carbon dioxide and oxygen, whereby the sum of oxygen and carbon dioxide is more than 80 vol.%. This also corresponds to the oxyfuel process, whereby additional carbon dioxide (mostly from the exhaust gas) is recycled. And so the gas flow is increased in order to replace the nitrogen missing in pure oxygen and thus increase the load-bearing capacity of the

Gasstromes mit herkömmlichen Verfahren vergleichbar einzustellen. Beispielswiese kann daher das Verhältnis von Sauerstoff zu Kohlendioxid entsprechend zu 1:5 gewählt werden, analog dem Sauerstoffanteil in der Luft unter Berücksichtigung weiterergas flow comparable to conventional methods. For example, the ratio of oxygen to carbon dioxide can be set to 1:5, analogous to the oxygen content in the air, taking into account other

Gasbestandteile.gas components.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist der Materialkühler eine vierteIn a further embodiment of the invention, the material cooler has a fourth

Kühlzone auf. Die vierte Kühlzone ist an die zweite Kühlzone angrenzend. Die viertecooling zone. The fourth cooling zone is adjacent to the second cooling zone. The fourth

Kühlzone weist eine Kohlendioxid-Zufuhr auf. Insbesondere kann das Kohlendioxid über einen Kohlendioxidauslass und eine Tertiärluftleitung beispielsweise einem Calcinator zugeführt werden. Zusätzlich oder alternativ kann der Kohlendioxidauslass mit derCooling zone has a carbon dioxide supply. In particular, the carbon dioxide can be supplied to a calciner, for example, via a carbon dioxide outlet and a tertiary air line. Additionally or alternatively, the carbon dioxide outlet can be connected to the

Kohlendioxid-Zufuhr verbunden sein, das Kohlendioxid also rezirkuliert werden. DasCarbon dioxide supply, i.e. the carbon dioxide is recirculated. The

Kohlendioxid muss daher kein reines Kohlendioxid sein, sondern insbesondere im Falle des rezirkulierten Kohlendioxids kann dieses weitere Stoffe enthalten.Carbon dioxide does not have to be pure carbon dioxide, but especially in the case of recirculated carbon dioxide, it can contain other substances.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist der Materialkühler eine fünfteIn a further embodiment of the invention, the material cooler has a fifth

Kühlzone auf. Die fünfte Kühlzone ist an die vierte Kühlzone angrenzend. Die fünftecooling zone. The fifth cooling zone is adjacent to the fourth cooling zone. The fifth

Kühlzone weist eine zweite Wasserzuführung für Wasser mit mehr als 100 °C auf. Die zweite Wasserzuführung ist unterhalb der Auflagefläche oder in der auf der Auflagefläche angeordnete Materialschicht angeordnet. Hierbei kann die zweite Wasserzuführung für flüssiges Wasser unter Druck oder für Wasserdampf ausgebildet sein. Eine Zuführung oberhalb von 100 °C ist zielführend um Kondensation im Material zu verhindern. Dieses ist notwendig, um beispielsweise bei Klinker eine anschließende und ungewollte Reaktion beider Lagerung des Produkts zu verhindern. Vorzugsweise wird das Wasser zwischen 200 und 400 °C zugeführt. Da sich eine weitere Kühlzone anschließt, kann hier Wasser mit deutlich höherer Temperatur verwendet werden.Cooling zone has a second water supply for water at more than 100 °C. The second water supply is arranged below the support surface or in the material layer arranged on the support surface. The second water supply can be designed for liquid water under pressure or for water vapor. A supply above 100 °C is effective in order to prevent condensation in the material. This is necessary, for example in the case of clinker, in order to prevent a subsequent and unwanted reaction when the product is stored. The water is preferably supplied between 200 and 400 °C. Since another cooling zone follows, water with a significantly higher temperature can be used here.

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In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist der Materialkühler eine siebenteIn a further embodiment of the invention, the material cooler has a seventh

Kühlzone auf. Die siebente Kühlzone ist an die vierte Kühlzone angrenzend. Die siebentecooling zone. The seventh cooling zone is adjacent to the fourth cooling zone. The seventh

Kühlzone ist für den Betrieb mit angereichertem Sauerstoff mit einem Anteil von mehr als 50 Vol.-%, bevorzugt von mehr als 90 Vol.-%, Sauerstoff ausgelegt.Cooling zone is designed for operation with enriched oxygen with a proportion of more than 50 vol.%, preferably more than 90 vol.%, oxygen.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist der Materialkühler eine sechsteIn a further embodiment of the invention, the material cooler has a sixth

Kühlzone auf. Die sechste Kühlzone ist an die fünfte Kühlzone angrenzend. Die sechstecooling zone. The sixth cooling zone is adjacent to the fifth cooling zone. The sixth

Kühlzone ist für den Betrieb mit angereichertem Sauerstoff mit einem Anteil von mehr als 50 Vol.-%, bevorzugt von mehr als 90 Vol.-%, Sauerstoff ausgelegt.Cooling zone is designed for operation with enriched oxygen with a proportion of more than 50 vol.%, preferably more than 90 vol.%, oxygen.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist die dritte Kühlzone einenIn a further embodiment of the invention, the third cooling zone has a

Gasablass auf. Der Gasablass ist mit der Kohlendioxid-Zufuhr und/oder einem Calcinator insbesondere über eine Tertiarluftleitung verbunden.Gas outlet. The gas outlet is connected to the carbon dioxide supply and/or a calciner, in particular via a tertiary air line.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist zwischen der ersten Kühlzone und der zweiten Kühlzone eine erste mechanische Gastrenneinrichtung angeordnet. Hierbei weist die erste mechanische Gastrenneinrichtung vorzugsweise einen ausreichendenIn a further embodiment of the invention, a first mechanical gas separation device is arranged between the first cooling zone and the second cooling zone. The first mechanical gas separation device preferably has a sufficient

Abstand zum Material auf der Auflagefläche auf, um Verschleiß zu verhindern. Auch zwischen weiteren Kühlzonen können analog zusätzliche weitere mechanischeDistance to the material on the support surface to prevent wear. Additional mechanical

Gastrenneinrichtungen angeordnet sein.Gas separation devices must be arranged.

Selbstverständlich ist es möglich, die erfindungsgemäßen Ausführungsformen mit Trenn- oder Leitblechen nach dem Stand der Technik zu kombinieren. Hierdurch wird die ungewollte Vermischung natürlich weiter verringert.It is of course possible to combine the embodiments according to the invention with separating or baffle plates according to the state of the art. This of course further reduces unwanted mixing.

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

Fig. 1 erstes BeispielFig. 1 first example

Fig. 2 zweites BeispielFig. 2 second example

Fig. 3 drittes BeispielFig. 3 third example

Fig. 4 viertes BeispielFig. 4 fourth example

Fig. 5 fünftes BeispielFig. 5 fifth example

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Fig. 6 sechstes BeispielFig. 6 sixth example

In Fig. 1 ist ein erstes Beispiel gezeigt. Es handelt sich beispielsweise um eine Anlage zur Herstellung von Klinker aus Kalkstein. Die Anlage weist einen Vorwärmer 10, einenA first example is shown in Fig. 1. It is, for example, a plant for producing clinker from limestone. The plant has a preheater 10, a

Calcinator 20, einen Drehrohrofen 30 und einen erfindungsgemäßen Materialkühler 40 auf, wobei der Stoffstrom vom Vorwarmer 10 über den Calcinator 20 und denCalciner 20, a rotary kiln 30 and a material cooler 40 according to the invention, wherein the material flow from the preheater 10 via the calciner 20 and the

Drehrohrofen 30 in den Materialkühler 40 geführt wird. Der Gasstrom geht vomrotary kiln 30 into the material cooler 40. The gas flow goes from

Drehrohrofen 30 über den Calcinator 20 in den Vorwärmer. Drehrohrofen 30, Calcinator 20 und Vorwärmer 10 sind für den Betrieb nach dem Oxyfuelverfahren, also mit (technisch) reinem Sauerstoff ausgelegt und werden so betrieben. Der Materialkühler weist eine erste Kühlzone 41 auf, welche durch eine Luftzubringung 51 mit kühlerRotary kiln 30 via the calciner 20 into the preheater. Rotary kiln 30, calciner 20 and preheater 10 are designed for operation according to the oxyfuel process, i.e. with (technically) pure oxygen and are operated in this way. The material cooler has a first cooling zone 41, which is supplied with cool

Umgebungsluft versorgt wird und so das Material, den benannten Klinker, nahe derAmbient air is supplied and so the material, the named clinker, is kept close to the

Umgebungstemperatur abkühlt. Um somit den sauerstoffreichen Bereich von derTo separate the oxygen-rich area from the

Umgebungsluft zu trennen, weist der Materialkühler eine zweite Kühlzone 42 auf, in welche von unten unter Druck stehendes Wasser mit beispielsweise 150 °C über eine erste Wasserzuführung 52 zugeführt wird, wodurch eine sichere, einfache und verschleißfreie Trennung zwischen dem sauerstoffreichen Bereich und derIn order to separate the material cooler from the ambient air, the material cooler has a second cooling zone 42, into which pressurized water at, for example, 150 °C is fed from below via a first water supply 52, thereby ensuring a safe, simple and wear-free separation between the oxygen-rich area and the

Umgebungsluft geschaffen wird.ambient air is created.

Insoweit sind alle im Folgenden diskutierten Beispiele gleich.In this respect, all examples discussed below are the same.

Das erste Beispiel weist eine direkte Sauerstoffzufuhr in den Drehrohrofen 30, beispielsweise über den Ofenkopf auf. Da die Verbrennung in (technisch) reinemThe first example has a direct oxygen supply into the rotary kiln 30, for example via the kiln head. Since the combustion takes place in (technically) pure

Sauerstoff sehr heiß ist, kann auf eine Vorwärmung des Sauerstoffs verzichtet werden.Since oxygen is very hot, preheating of the oxygen is not necessary.

Fig. 2 zeigt ein zweites Beispiel, wo der Sauerstoff nicht direkt in den Drehrohrofen 30 gegeben wird, wie im ersten Beispiel, sondern zunächst über eine Sauerstoffzufuhr 53 in eine dritte Kühlzone 43 geleitet und dort vorgewärmt und vorgewärmt aus der drittenFig. 2 shows a second example where the oxygen is not fed directly into the rotary kiln 30, as in the first example, but is first fed via an oxygen supply 53 into a third cooling zone 43 and preheated there and preheated from the third

Kühlzone 43 in den Drehrohrofen geführt wird. Die dritte Kühlzone 43 ist direkt angrenzend an die zweite Kühlzone 42 angeordnet.cooling zone 43 into the rotary kiln. The third cooling zone 43 is arranged directly adjacent to the second cooling zone 42.

In Fig. 3 ist ein drittes Beispiel gezeigt, bei der eine vierte Kühlzone 44 angrenzend an die zweite Kühlzone 42 angeordnet ist. Der vierten Kühlzone 44 wird über eineIn Fig. 3 a third example is shown in which a fourth cooling zone 44 is arranged adjacent to the second cooling zone 42. The fourth cooling zone 44 is supplied with a

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Kohlendioxid-Zufuhr 54 Kohlendioxid zugeführt. Der Sauerstoff wird auch im drittenCarbon dioxide supply 54 carbon dioxide is supplied. The oxygen is also supplied in the third

Beispiel wie im ersten Beispiel direkt dem Drehrohrofen 30 zugeführt.Example as in the first example directly fed to the rotary kiln 30.

Das in Fig. 4 gezeigte vierte Beispiel unterscheidet sich vom dritten Beispiel dadurch, dass angrenzend an die vierte Kühlzone 44 eine fünfte Kühlzone 45 mit einer zweitenThe fourth example shown in Fig. 4 differs from the third example in that adjacent to the fourth cooling zone 44 there is a fifth cooling zone 45 with a second

Wasserzuführung 55 angeordnet ist. Dadurch wird verhindert, dass das Kohlendioxid aus der vierten Kühlzone 44 in den Drehrohrofen 30 gelangt. Vielmehr wird das Kohlendioxid über eine Tertiärluftleitung direkt dem Calcinator 20 zugeführt, um dort einen größerenWater supply 55 is arranged. This prevents the carbon dioxide from the fourth cooling zone 44 from entering the rotary kiln 30. Instead, the carbon dioxide is fed directly to the calciner 20 via a tertiary air line in order to achieve a larger

Volumenstrom zu erzeugen und somit die Tragfähigkeit für das Material im Gasstrom zu erhöhen.to generate volume flow and thus increase the load-bearing capacity of the material in the gas stream.

Das in Fig. 5 gezeigte fünfte Beispiel unterscheidet sich von dem dritten Beispiel dadurch, dass an die vierte Kühlzone 44 eine siebente Kühlzone 47 angrenzend angeordnet ist, wobei der siebenten Kühlzone 47 über eine Sauerstoffzufuhr 57 (technisch) reinerThe fifth example shown in Fig. 5 differs from the third example in that a seventh cooling zone 47 is arranged adjacent to the fourth cooling zone 44, wherein the seventh cooling zone 47 is supplied with (technically) pure

Sauerstoff zugeführt wird, dieser dort vorgewärmt und dann dem Drehrohrofen 30 zugeführt wird. Das Kohlendioxid aus der vierten Kühlzone 44 wird wie im vierten Beispiel über eine Tertiärluftleitung dem Calcinator 20 zugeführt.Oxygen is supplied, preheated there and then fed to the rotary kiln 30. The carbon dioxide from the fourth cooling zone 44 is fed to the calciner 20 via a tertiary air line, as in the fourth example.

Fig. 6 zeigt ein sechstes Beispiel, welches sich vom vierten Beispiel dadurch unterscheidet, dass der Materialkühler 40 einen an die fünfte Kühlzone 45 angrenzende sechste Kühlzone 46 aufweist, wobei der sechsten Kühlzone 46 über eineFig. 6 shows a sixth example, which differs from the fourth example in that the material cooler 40 has a sixth cooling zone 46 adjacent to the fifth cooling zone 45, wherein the sixth cooling zone 46 is connected via a

Sauerstoffzufuhr 56 (technisch) reiner Sauerstoff zugeführt, dort vorgewärmt und dann dem Drehrohrofen 30 zugeführt wird.Oxygen supply 56 is supplied with (technically) pure oxygen, where it is preheated and then fed to the rotary kiln 30.

Bezugszeichen 10 Vorwärmer 20 CalcinatorReference numerals 10 Preheater 20 Calciner

Drehrohrofenrotary kiln

Materialkühler 30 41 erste Kühlzone 42 zweite Kühlzone 43 dritte Kühlzone 44 vierte KühlzoneMaterial cooler 30 41 first cooling zone 42 second cooling zone 43 third cooling zone 44 fourth cooling zone

222314P00LU 8/8 LU103143 45 fünfte Kühlzone 46 sechste Kühlzone 47 siebente Kühlzone 51 Luftzubringung 52 erste Wasserzuführung 53 Sauerstoffzufuhr 54 Kohlendioxid-Zufuhr 55 zweite Wasserzuführung 56 Sauerstoffzufuhr 57 Sauerstoffzufuhr222314P00LU 8/8 LU103143 45 fifth cooling zone 46 sixth cooling zone 47 seventh cooling zone 51 air supply 52 first water supply 53 oxygen supply 54 carbon dioxide supply 55 second water supply 56 oxygen supply 57 oxygen supply

Claims (9)

222314P00LU 1/2 LU103143 Patentansprüche222314P00LU 1/2 LU103143 patent claims 1. Materialkühler (40), wobei der Materialkühler (40) eine Auflagefläche für das zu kühlende Material aufweist, wobei der Materialkühler (40) eine Auftragsseite zur Einbringung von heißem Material auf die Auflagefläche und eine Austragsseite zur Ausbringung des gekühlten Materials aufweist, wobei der Materialkühler (40) wenigstens eine erste Kühlzone (41) und eine zweite Kühlzone (42) aufweist, wobei die erste Kühlzone (41) an die Austragsseite angrenzend ist, wobei die erste Kühlzone (41) eine Luftzubringung (51) aufweist, wobei die zweite Kühlzone (42) an die erste Kühlzone (41) angrenzend ist, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Kühlzone (42) eine erste Wasserzuführung (52) für Wasser mit mehr als 100 °C aufweist, wobei die erste Wasserzuführung (52) unterhalb der Auflagefläche oder in der auf der Auflagefläche angeordnete Materialschicht angeordnet ist.1. Material cooler (40), wherein the material cooler (40) has a support surface for the material to be cooled, wherein the material cooler (40) has an application side for introducing hot material onto the support surface and a discharge side for discharging the cooled material, wherein the material cooler (40) has at least a first cooling zone (41) and a second cooling zone (42), wherein the first cooling zone (41) is adjacent to the discharge side, wherein the first cooling zone (41) has an air supply (51), wherein the second cooling zone (42) is adjacent to the first cooling zone (41), characterized in that the second cooling zone (42) has a first water supply (52) for water at more than 100 °C, wherein the first water supply (52) is arranged below the support surface or in the material layer arranged on the support surface. 2. Materialkühler (40) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Materialkühler (40) eine dritte Kühlzone (43) aufweist, wobei die dritte Kühlzone (43) an die zweite Kühlzone (42) angrenzend ist, wobei die dritte Kühlzone (43) für den Betrieb mit angereichertem Sauerstoff mit einem Anteil von mehr als 50 Vol.- %, bevorzugt von mehr als 90 Vol.-%, Sauerstoff ausgelegt ist.2. Material cooler (40) according to claim 1, characterized in that the material cooler (40) has a third cooling zone (43), wherein the third cooling zone (43) is adjacent to the second cooling zone (42), wherein the third cooling zone (43) is designed for operation with enriched oxygen with a proportion of more than 50 vol. %, preferably more than 90 vol. %, of oxygen. 3. Materialkühler (40) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Materialkühler (40) eine dritte Kühlzone (43) aufweist, wobei die dritte Kühlzone (43) an die zweite Kühlzone (42) angrenzend ist, wobei die dritte Kühlzone (43) für den Betrieb mit einem Gemisch aus Kohlendioxid und Sauerstoff ausgebildet ist, wobei die Summe aus Sauerstoff und Kohlendioxid mehr als 80 Vol.-% beträgt.3. Material cooler (40) according to claim 1, characterized in that the material cooler (40) has a third cooling zone (43), wherein the third cooling zone (43) is adjacent to the second cooling zone (42), wherein the third cooling zone (43) is designed for operation with a mixture of carbon dioxide and oxygen, wherein the sum of oxygen and carbon dioxide is more than 80 vol.%. 4. Materialkühler (40) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Materialkühler (40) eine vierte Kühlzone (44) aufweist, wobei die vierte Kühlzone (44) an die zweite Kühlzone (42) angrenzend ist, wobei die vierte Kühlzone (44) eine Kohlendioxid-Zufuhr (54) aufweist.4. Material cooler (40) according to claim 1, characterized in that the material cooler (40) has a fourth cooling zone (44), wherein the fourth cooling zone (44) is adjacent to the second cooling zone (42), wherein the fourth cooling zone (44) has a carbon dioxide supply (54). 5. Materialkühler (40) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Materialkühler (40) eine fünfte Kühlzone (45) aufweist, wobei die fünfte Kühlzone (45) an die vierte Kühlzone (44) angrenzend ist, wobei die fünfte Kühlzone (45)5. Material cooler (40) according to claim 4, characterized in that the material cooler (40) has a fifth cooling zone (45), wherein the fifth cooling zone (45) is adjacent to the fourth cooling zone (44), wherein the fifth cooling zone (45) 222314P00LU 2/2 LU103143 eine zweite Wasserzuführung (55) für Wasser mit mehr als 100 °C aufweist, wobei die zweite Wasserzuführung (55) unterhalb der Auflagefläche oder in der auf der Auflagefläche angeordnete Materialschicht angeordnet ist.222314P00LU 2/2 LU103143 has a second water supply (55) for water at more than 100 °C, wherein the second water supply (55) is arranged below the support surface or in the material layer arranged on the support surface. 6. Materialkühler (40) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Materialkühler (40) eine siebente Kühlzone (47) aufweist, wobei die siebente Kühlzone (47) an die vierte Kühlzone (44) angrenzend ist, wobei die siebente Kühlzone (47) für den Betrieb mit angereichertem Sauerstoff mit einem Anteil von mehr als 50 Vol.-%, bevorzugt von mehr als 90 Vol.-%, Sauerstoff ausgelegt ist.6. Material cooler (40) according to claim 5, characterized in that the material cooler (40) has a seventh cooling zone (47), wherein the seventh cooling zone (47) is adjacent to the fourth cooling zone (44), wherein the seventh cooling zone (47) is designed for operation with enriched oxygen with a proportion of more than 50 vol.%, preferably more than 90 vol.%, of oxygen. 7. Materialkühler (40) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Materialkühler (40) eine sechste Kühlzone (46) aufweist, wobei die sechste Kühlzone (46) an die fünfte Kühlzone (45) angrenzend ist, wobei die sechste Kühlzone (46) für den Betrieb mit angereichertem Sauerstoff mit einem Anteil von mehr als 50 Vol.-%, bevorzugt von mehr als 90 Vol.-%, Sauerstoff ausgelegt ist.7. Material cooler (40) according to claim 5, characterized in that the material cooler (40) has a sixth cooling zone (46), wherein the sixth cooling zone (46) is adjacent to the fifth cooling zone (45), wherein the sixth cooling zone (46) is designed for operation with enriched oxygen with a proportion of more than 50 vol.%, preferably more than 90 vol.%, of oxygen. 8. Materialkühler (40) nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte Kühlzone (43) einen Gasablass aufweist, wobei der Gasablass mit der Kohlendioxid-Zufuhr (54) und/oder einem Calcinator verbunden ist.8. Material cooler (40) according to one of claims 2 to 7, characterized in that the third cooling zone (43) has a gas outlet, wherein the gas outlet is connected to the carbon dioxide supply (54) and/or a calciner. 9. Materialkühler (40) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der ersten Kühlzone (41) und der zweiten Kühlzone (42) eine erste mechanische Gastrenneinrichtung angeordnet ist.9. Material cooler (40) according to one of the preceding claims, characterized in that a first mechanical gas separation device is arranged between the first cooling zone (41) and the second cooling zone (42).
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2158317A1 (en) * 1971-11-24 1973-06-07 Hoogovens Ijmuiden Bv FIRING DEVICE FOR BURNING ARCHBALLS AND THE SAME BODIES
DE2404086A1 (en) * 1973-01-30 1974-08-15 Fuller Co METHOD AND DEVICE FOR COOLING HOT, GRAINY MATERIAL
US5775891A (en) * 1994-05-30 1998-07-07 Babcock Materials Handling Division Gmbh Grate cooler for combustion material and process for its operation
DE102006026234A1 (en) 2006-06-06 2007-12-13 Polysius Ag Apparatus and method for cooling bulk material
US8850831B2 (en) * 2009-10-08 2014-10-07 Fives Fcb Method for cooling granular solid materials, and continuous curing facility as such
WO2022248384A1 (en) 2021-05-25 2022-12-01 Thyssenkrupp Industrial Solutions Ag Method and device for producing cement clinker
US11621168B1 (en) * 2022-07-12 2023-04-04 Gyrotron Technology, Inc. Method and system for doping semiconductor materials

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2158317A1 (en) * 1971-11-24 1973-06-07 Hoogovens Ijmuiden Bv FIRING DEVICE FOR BURNING ARCHBALLS AND THE SAME BODIES
DE2404086A1 (en) * 1973-01-30 1974-08-15 Fuller Co METHOD AND DEVICE FOR COOLING HOT, GRAINY MATERIAL
US5775891A (en) * 1994-05-30 1998-07-07 Babcock Materials Handling Division Gmbh Grate cooler for combustion material and process for its operation
DE102006026234A1 (en) 2006-06-06 2007-12-13 Polysius Ag Apparatus and method for cooling bulk material
US8850831B2 (en) * 2009-10-08 2014-10-07 Fives Fcb Method for cooling granular solid materials, and continuous curing facility as such
WO2022248384A1 (en) 2021-05-25 2022-12-01 Thyssenkrupp Industrial Solutions Ag Method and device for producing cement clinker
US11621168B1 (en) * 2022-07-12 2023-04-04 Gyrotron Technology, Inc. Method and system for doping semiconductor materials

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