BE1031308B1

BE1031308B1 - Co-current countercurrent regenerative shaft furnace and process for burning carbonate rock

Info

Publication number: BE1031308B1
Application number: BE20235064A
Authority: BE
Inventors: Hannes Piringer; Patrick Bucher; Theo Lütten
Original assignee: Maerz Ofenbau; thyssenkrupp Polysius GmbH; Thyssenkrupp Ag
Priority date: 2023-02-01
Filing date: 2023-02-01
Publication date: 2024-09-04
Also published as: BE1031308A1

Abstract

Die Erfindung umfasst einen 1. Gleichstrom-Gegenstrom-Regenerativ-Schachtofen (1) zum Brennen und Kühlen von Material, wie Karbonatgesteinen, mit zwei Schächten (2), die abwechselnd als Brennschacht und als Regenerativschacht betreibbar und mittels eines Verbindungskanals (2) miteinander verbunden sind, wobei jeder Schacht (2) in Strömungsrichtung des Materials eine Vorwärmzone (21) zum Vorwärmen des Materials, eine Brennzone (20) zum Brennen des Materials und eine Kühlzone (22) zum Kühlen des Materials aufweist, wobei die Kühlzone (22) einen Kühlgaseinlass (23) zum Einlassen von Kühlgas in die Kühlzone (22) und eine Kühlgasabzugseinrichtung (17) zum Abführen von Kühlgas aus dem Schacht (2) aufweist, wobei in Strömungsrichtung des Materials hinter der Brennzone (20) eine Nachkalzinierungszone (9) ausgebildet ist, die derart ausgebildet und eingerichtet ist, dass sie das aus der Brennzone (20) austretende Material bei einer Gastemperatur von 800°C bis 1100°C, insbesondere 900°C bis 1000°C, vorzugsweise etwa 850°C bis 950°C nachkalziniert.The invention comprises a first cocurrent countercurrent regenerative shaft furnace (1) for burning and cooling material, such as carbonate rocks, with two shafts (2) which can be operated alternately as a burning shaft and as a regenerative shaft and are connected to one another by means of a connecting channel (2), wherein each shaft (2) has a preheating zone (21) for preheating the material, a burning zone (20) for burning the material and a cooling zone (22) for cooling the material in the flow direction of the material, wherein the cooling zone (22) has a cooling gas inlet (23) for letting cooling gas into the cooling zone (22) and a cooling gas extraction device (17) for removing cooling gas from the shaft (2), wherein in the flow direction of the material behind the burning zone (20) a post-calcination zone (9) is formed, which is designed and set up in such a way that it cools the material emerging from the burning zone (20) post-calcined at a gas temperature of 800°C to 1100°C, in particular 900°C to 1000°C, preferably about 850°C to 950°C.

Description

' BE2023/5064' BE2023/5064

Gleichstrom-Gegenstrom-Regenerativ-Schachtofen und Verfahren zum Brennen von KarbonatgesteinCo-current countercurrent regenerative shaft furnace and process for burning carbonate rock

Die Erfindung betrifft einen Gleichstrom-Gegenstrom-Regenerativ-Schachtofen (GGR-The invention relates to a direct current countercurrent regenerative shaft furnace (GGR-

Schachtofen) sowie ein Verfahren zum Brennen und Kühlen von Material, wieshaft furnace) and a process for firing and cooling material, such as

Karbonatgesteinen, mit einem GGR-Schachtofen.Carbonate rocks, with a GGR shaft furnace.

Das Brennen von Karbonatgestein in einem GGR-Schachtofen ist seit etwa 60 Jahren bekannt. Ein derartiger, beispielsweise aus der WO 2011/072894 A1 bekannter GGR-The burning of carbonate rock in a GGR shaft furnace has been known for about 60 years. Such a GGR furnace, known for example from WO 2011/072894 A1,

Schachtofen weist zwei vertikale, parallele Schächte auf, die zyklisch arbeiten, wobei nur in einem Schacht, dem jeweiligen Brennschacht, gebrannt wird, während der andereShaft furnace has two vertical, parallel shafts that work cyclically, with only one shaft, the respective firing shaft, firing takes place, while the other

Schacht als Regenerativschacht arbeitet. Dem Brennschacht werden Oxidationsgas imShaft works as a regenerative shaft. The combustion shaft is supplied with oxidation gas in

Gleichstrom mit dem Material und Brennstoff zugeführt, wobei die dabei entstehenden heißen Abgase zusammen mit der von unten zugeführten, erwärmten Kühlluft über denDirect current is fed to the material and fuel, whereby the resulting hot exhaust gases together with the heated cooling air supplied from below are passed over the

Überstromkanal in den Abgasschacht geleitet werden, wo die Abgase im Gegenstrom zum Material nach oben abgeleitet werden und das Material dabei vorwärmen. Dasoverflow channel into the exhaust shaft, where the exhaust gases are discharged upwards in countercurrent to the material and preheat the material. The

Material wird üblicherweise von oben zusammen mit dem Oxidationsgas in den Schacht aufgegeben, wobei Brennstoffe in der Brennzone eingedüst werden.Material is usually fed into the shaft from above together with the oxidizing gas, with fuels being injected into the combustion zone.

Das zu brennende Material passiert üblicherweise in jedem Schacht eine Vorwärmzone zum Vorwärmen des Materials, eine sich daran anschließende Brennzone, in der dasThe material to be burned usually passes through a preheating zone in each shaft to preheat the material, a subsequent burning zone in which the

Material gebrannt wird und eine sich daran anschließende Kühlzone, in der Kühlluft dem heißen Material zugeführt wird.Material is fired and an adjoining cooling zone in which cooling air is supplied to the hot material.

Um den Qualitätsanforderungen bezüglich einer hohen Reaktivität des Branntkalkes, wie sie beispielsweise in Stahlwerken gefordert wird, gerecht zu werden, dürfen dieIn order to meet the quality requirements regarding high reactivity of the quicklime, as required for example in steelworks, the

Temperaturen in der Brennzone einen Wert von 1100°C, vorzugsweise 1000°C, nicht überschreiten. Des Weiteren steigt die Nachfrage nach umweltfreundlicher Herstellung von Branntkalk ebenfalls, sodass bestimmte Anforderungen an den CO2-Gehalt desTemperatures in the firing zone should not exceed 1100°C, preferably 1000°C. Furthermore, the demand for environmentally friendly production of quicklime is also increasing, so that certain requirements for the CO2 content of the

Abgases zur anschließenden Nachbehandlung erfüllt werden müssen. Des Weiteren ist ein hoher Kalzinierungsgrad des Endproduktes gewünscht.exhaust gas for subsequent post-treatment. Furthermore, a high degree of calcination of the end product is desired.

Davon ausgehend ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen GGR-Schachtofen und ein Verfahren zum Brennen von Karbonatgestein mit einem GGR-SchachtofenBased on this, the object of the present invention is to provide a GGR shaft furnace and a method for burning carbonate rock with a GGR shaft furnace

Kalzinierungsgrad, wobei das Abgas gleichzeitig einen hohen CO2-Gehalt aufweist, um eine kostengünstige Abscheidung aus dem Abgas zu ermöglichen.Degree of calcination, whereby the exhaust gas simultaneously has a high CO2 content in order to enable cost-effective separation from the exhaust gas.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des unabhängigen Vorrichtungsanspruchs 1 und durch ein Verfahren mit den Merkmalen des unabhängigen Verfahrensanspruchs 12 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.This object is achieved according to the invention by a device having the features of independent device claim 1 and by a method having the features of independent method claim 12. Advantageous further developments emerge from the dependent claims.

Nach einem ersten Aspekt umfasst die Erfindung einen Gleichstrom-Gegenstrom-According to a first aspect, the invention comprises a direct current countercurrent

Regenerativ-Schachtofen zum Brennen und Kühlen von Material, wieRegenerative shaft furnace for burning and cooling material such as

Karbonatgesteinen, mit zwei Schächten, die abwechselnd als Brennschacht und alsCarbonate rocks, with two shafts that alternately serve as a combustion shaft and as

Regenerativschacht betreibbar und mittels eines Verbindungskanals miteinander verbunden sind, wobei jeder Schacht in Strömungsrichtung des Materials eineRegenerative shaft and are connected to each other by means of a connecting channel, whereby each shaft in the flow direction of the material has a

Vorwärmzone zum Vorwärmen des Materials, eine Brennzone zum Brennen desPreheating zone for preheating the material, a firing zone for firing the

Materials und eine Kühlzone zum Kühlen des Materials aufweist. Die Kühlzone umfasst einen Kühlgaseinlass zum Einlassen von Kühlgas in die Kühlzone und einematerial and a cooling zone for cooling the material. The cooling zone comprises a cooling gas inlet for admitting cooling gas into the cooling zone and a

Kühlgasabzugseinrichtung zum Abführen von Kühlgas aus dem Schacht. InCooling gas extraction device for removing cooling gas from the shaft. In

Strömungsrichtung des Materials hinter der Brennzone ist eine Nachkalzinierungszone ausgebildet, die derart ausgebildet und eingerichtet ist, dass sie das aus der Brennzone austretende Material bei einer Gastemperatur von 800°C bis 1100°C, insbesondere 900°C bis 1000°C, vorzugsweise etwa 850°C bis 950°C nachkalziniert.A post-calcination zone is formed downstream of the combustion zone in the direction of flow of the material, which is designed and configured to post-calcine the material emerging from the combustion zone at a gas temperature of 800°C to 1100°C, in particular 900°C to 1000°C, preferably about 850°C to 950°C.

Vorzugsweise schließt sich die Nachkalzinierungszone direkt an die Brennzone an. JederPreferably, the post-calcination zone is directly connected to the combustion zone. Each

Schacht weist vorzugsweise einen Strömungsdurchlass in den Verbindungskanal auf, wobei die Nachkalzinierungszone, insbesondere vollständig, in Strömungsrichtung desShaft preferably has a flow passage into the connecting channel, wherein the post-calcination zone, in particular completely, in the flow direction of the

Materials hinter dem Strömungsdurchlass ausgebildet ist. Der Strömungsdurchlass in den Verbindungskanal ist vorzugsweise in der Brennzone oder an dem Übergang zwischen der Brennzone und der Nachkalzinierungszone angeordnet. Diematerial behind the flow passage. The flow passage into the connecting channel is preferably arranged in the combustion zone or at the transition between the combustion zone and the post-calcination zone. The

Nachkalzinierungszone erstreckt sich beispielsweise von dem Strömungsdurchlass inPost-calcination zone extends, for example, from the flow passage in

Strömungsrichtung des Materials.Direction of flow of the material.

Bei dem zu brennenden Material handelt es sich vorzugsweise um Kalkstein oderThe material to be burned is preferably limestone or

Dolomitstein mit einer Korngröße von 10 bis 200mm, vorzugsweise von 15 bis 120mm,Dolomite stone with a grain size of 10 to 200mm, preferably 15 to 120mm,

höchstvorzugsweise 30 bis 100mm. Bei dem Kühlgas handelt es sich beispielsweise umpreferably 30 to 100mm. The cooling gas is, for example,

Luft.Air.

Die Nachkalzinierungszone ist vorzugsweise zwischen der Brennzone und der Kühlzone 5 angeordnet, sodass das Material nach der Brennzone direkt in dieThe post-calcination zone is preferably arranged between the combustion zone and the cooling zone 5, so that the material after the combustion zone is fed directly into the

Nachkalzinierungszone geleitet und dort nachkalziniert wird. Bei der Nachkalzinierung werden die in der Brennzone noch nicht kalzinierten Materialanteile nachtäglich kalziniert, wobei die Gastemperatur innerhalb der Nachkalzinierungszone geringer als in derpost-calcination zone and is post-calcined there. During post-calcination, the material parts not yet calcined in the combustion zone are calcined afterwards, whereby the gas temperature within the post-calcination zone is lower than in the

Brennzone aber höher als die Kalzinierungstemperatur des Materials ist.firing zone is higher than the calcination temperature of the material.

Jeder Schacht weist vorzugsweise einen Materialeinlass zu Einlassen von zu brennendem Material in den Schacht auf, wobei sich der Materialeinlass insbesondere am oberen Ende des jeweiligen Schachts befindet, sodass das Material schwerkraftbedingt in den jeweiligen Schacht fällt. Der Materialeinlass und/ oder derEach shaft preferably has a material inlet for admitting material to be burned into the shaft, wherein the material inlet is located in particular at the upper end of the respective shaft so that the material falls into the respective shaft due to gravity. The material inlet and/or the

Materialauslass ist/sind insbesondere als Schleuse zum Einlassen und/ oder Auslassen von Material in den Schachtofen ausgebildet. Ein als Schleuse ausgebildeterMaterial outlet is/are designed in particular as a lock for admitting and/or discharging material into the shaft furnace. A lock designed as a

Materialeinlass ist vorzugsweise derart ausgestaltet, dass lediglich das zu brennendeMaterial inlet is preferably designed in such a way that only the material to be burned

Rohmaterial in den Schacht gelangt, nicht aber die Umgebungsluft. Auch ein Austreten von Gas über den Materialeinlass aus dem Schacht wird durch die Materialschleuse verhindert. Vorzugsweise ist die Schleuse derart ausgebildet, dass sie den Schacht luftdicht gegen die Umgebung abdichtet und einen Eintritt von Feststoffen, wie das zu brennende Gut, in den Schacht erlaubt.Raw material enters the shaft, but not the ambient air. The material lock also prevents gas from escaping from the shaft via the material inlet. The lock is preferably designed in such a way that it seals the shaft airtight against the environment and allows solids, such as the material to be burned, to enter the shaft.

Der Verbindungskanal ist zur gastechnischen Verbindung der beiden Schächte ausgebildet und verbindet vorzugsweise die Brennzonen der Schächte miteinander. DerThe connecting channel is designed for the gas connection of the two shafts and preferably connects the combustion zones of the shafts with each other.

Strömungsdurchlass ist vorzugsweise mit dem Verbindungskanal 19 zur gastechnischenThe flow passage is preferably connected to the connecting channel 19 for gas

Verbindung der Schächte miteinander und ist insbesondere am unteren Ende derConnection of the shafts with each other and is particularly at the lower end of the

Brennzone angeordnet, sodass die Brenngase von der Brennzone in dencombustion zone so that the combustion gases from the combustion zone into the

Strömungsdurchlass strömen. Vorzugsweise ist in Strômungsrichtung der Brenngase zwischen der Brennzone und dem Strömungsdurchlass die Nachkalzinierungszone angeordnet, sodass die Brenngase von der Brennzone in die Nachkalzinierungszone strömen, dort vorzugsweise umgelenkt werden und im Anschluss an dieThe post-calcination zone is preferably arranged in the flow direction of the combustion gases between the combustion zone and the flow passage, so that the combustion gases flow from the combustion zone into the post-calcination zone, are preferably diverted there and subsequently to the

Nachkalzinierungszone direkt in den Strömungsdurchlass eingeleitet werden.Post-calcination zone can be introduced directly into the flow passage.

* BE2023/5064* BE2023/5064

Im Betrieb des GGR-Schachtofens wird jeweils einer der Schächte als Brennschacht betrieben und ist aktiv, wobei der jeweils andere Schacht als Regenerativschacht betrieben wird und passiv ist. Der GGR-Schachtofen wird insbesondere zyklisch betrieben, wobei nach Ablauf der Zykluszeit die Funktion der Schächte getauscht wird.When the GGR shaft furnace is in operation, one of the shafts is operated as a combustion shaft and is active, while the other shaft is operated as a regenerative shaft and is passive. The GGR shaft furnace is operated cyclically in particular, with the function of the shafts being swapped after the cycle time has elapsed.

Dieser Vorgang wiederholt sich fortlaufend. In dem als Brennschacht betriebenen, aktiven Schacht wird über die Brennerlanzen ein Brennstoff in die Brennzone eingeleitet.This process is repeated continuously. In the active shaft, which is operated as a combustion shaft, fuel is introduced into the combustion zone via the burner lances.

Das zu brennende Material wird in der Vorwärmzone des Brennschachts vorzugsweise auf eine Temperatur von etwa 700°C erwärmt. In dem als Brennschacht betriebenenThe material to be burned is heated in the preheating zone of the combustion shaft preferably to a temperature of about 700°C. In the combustion shaft operated

Schacht ist die Brennzone als Gleichstrombrennzone ausgebildet, wobei das zu brennende Material parallel zu dem Gas strömt. Das Gas strömt innerhalb desThe combustion zone is designed as a co-current combustion zone, with the material to be burned flowing parallel to the gas. The gas flows within the

Brennschachts von der Vorwärmzone in die Brennzone und anschießend in dieCombustion shaft from the preheating zone into the combustion zone and then into the

Nachkalzinierungszone und über den Verbindungskanal in die Brennzone und diepost-calcination zone and via the connecting channel into the combustion zone and the

Vorwärmzone des Regenerativschachts. In dem als Regenerativschacht betriebenenPreheating zone of the regenerative shaft. In the regenerative shaft operated

Schacht strömt das Gas in der Vorwärmzone und der Brennzone im Gegenstrom zu dem zu brennenden Material.In the shaft, the gas flows in the preheating zone and the combustion zone in countercurrent to the material to be burned.

Sowohl in dem Brennschacht als auch in dem Regenerativschacht wird Kühlgas imIn both the combustion shaft and the regenerative shaft, cooling gas is

Gegenstrom zu dem zu kühlenden Material durch die Kühlzone geleitet und vorzugsweise vollständig über den Kühlgasauslass der Kühlgasabzugseinrichtung aus dem Schacht ausgelassen, sodass vorzugsweise kein Kühlgas von der Kühlzone in dieCountercurrent to the material to be cooled through the cooling zone and preferably completely discharged from the shaft via the cooling gas outlet of the cooling gas extraction device, so that preferably no cooling gas flows from the cooling zone into the

Brennzone und die Nachkalzinierungszone strömt.combustion zone and the post-calcination zone.

Jeder Schacht weist vorzugsweise zumindest einen Abgasauslass, beispielsweise an dem oberen Ende des Schachts innerhalb der Vorwärmzone, auf. Vorzugsweise ist derEach shaft preferably has at least one exhaust gas outlet, for example at the upper end of the shaft within the preheating zone. Preferably, the

Abgasauslass oberhalb der Materialsäule in einem materialfreien Bereich derExhaust outlet above the material column in a material-free area of the

Vorwärmzone angeordnet. Das Abgas wird vorzugsweise ausschließlich aus einemThe exhaust gas is preferably exclusively from a

Schacht, insbesondere dem Regenerativschacht, ausgelassen. Das ausgelasseneshaft, especially the regenerative shaft. The omitted

Abgas wird vorzugsweise dem jeweils anderen Schacht, insbesondere demExhaust gas is preferably directed to the other shaft, in particular the

Brennschacht und/ oder dem Regenerativschacht zugeführt, wobei die Zufuhr beispielsweise über den Verbindungskanal oder Einlasse in den Schachtwänden aufCombustion shaft and/or the regenerative shaft, whereby the supply is made, for example, via the connecting channel or inlets in the shaft walls to

Höhe der Brennzone erfolgt. Vorzugsweise wird lediglich ein Teil des aus demheight of the combustion zone. Preferably only a part of the

Regenerativschacht ausgelassenen Abgases zumindest einem Schacht wieder zugeführt. Ein Teil des aus dem Regenerativschacht ausgelassenen Abgases wird beispielsweise aus dem GGR-Schachtofen abgeführt und beispielweise einer weiterenThe exhaust gas discharged from the regenerative shaft is fed back into at least one shaft. A portion of the exhaust gas discharged from the regenerative shaft is discharged from the PGR shaft furnace and fed into another

° BE2023/5064° BE2023/5064

Behandlung, wie einer Sequestrierung, zugeführt. Das Abgas besteht vorzugsweise austreatment, such as sequestration. The exhaust gas preferably consists of

CO: und optional H2O. Das aus dem Schacht ausgelassene Abgas weist vorzugsweis einen COz-Gehalt von mehr als 90%, insbesondere 95% bis 99%, vorzugsweise 98% auf.CO: and optionally H2O. The exhaust gas discharged from the shaft preferably has a CO2 content of more than 90%, in particular 95% to 99%, preferably 98%.

Eine Rückführung des Abgases in zumindest einen Schacht ermöglicht die Herstellung von Kalk mit einer hohen Reaktivität, wobei gleichzeitig Prozessabgas mit einem CO2-A recirculation of the exhaust gas into at least one shaft enables the production of lime with a high reactivity, while at the same time process exhaust gas with a CO2

Gehalt von mehr als 90% bezogen auf trockenes Gas hergestellt wird. Bei einem solchencontent of more than 90% based on dry gas. In such a

Prozessabgas ist es möglich, dieses mit geringerem Aufwand zu verflüssigen und zu sequestrieren. Beispielsweise wird das verflüssigte Prozessabgas weiterenProcess exhaust gas can be liquefied and sequestered with less effort. For example, the liquefied process exhaust gas is further

Verfahrensschritten zugeführt oder gelagert. Alternativ kann mit dem vorangehend beschriebenen GGR-Schachtofen auch Abgas mit weniger CO2-Gehalt, beispielsweise 45% für die Sodaherstellung oder 35% für die Zuckerherstellung oder 30% für dieprocess steps or stored. Alternatively, the previously described PGR shaft furnace can also produce exhaust gas with a lower CO2 content, for example 45% for soda production or 35% for sugar production or 30% for

Herstellung von gefälltem Kalziumkarbonat, erzeugt werden.Production of precipitated calcium carbonate.

Das Abgas wird beispielsweise in die Vorwärmzone oder die Brennzone des alsThe exhaust gas is fed into the preheating zone or the combustion zone of the

Brennschacht betriebenen Schachts und/ oder in den Verbindungskanal und/ oder in dieCombustion shaft operated shaft and/or in the connecting channel and/or in the

Brennzone oder Vorwärmzone des als Regenerativschacht betriebenen Schachts eingeleitet. Vorzugsweise weist jeder Schacht einen Gaseinlass, insbesondere einencombustion zone or preheating zone of the shaft operated as a regenerative shaft. Preferably, each shaft has a gas inlet, in particular a

Verbrennungsgaseinlass auf, der in dem oberen Bereich des Schachts in derCombustion gas inlet, which is located in the upper part of the shaft in the

Vorwärmzone oder der Brennzone angeordnet ist und dem Einlass des zur Verbrennung benötigten Gases dient. Das über den Abgasauslass aus dem Schacht ausgelassenepreheating zone or combustion zone and serves as the inlet for the gas required for combustion. The gas discharged from the shaft via the exhaust gas outlet

Abgas weist vorzugsweise eine Temperatur von etwa 60°C - 160°C, insbesondere 100°C auf. Vorzugsweise wird lediglich ein Teil des Abgases in die Vorwärmzone oder dieExhaust gas preferably has a temperature of about 60°C - 160°C, in particular 100°C. Preferably only a part of the exhaust gas is fed into the preheating zone or the

Brennzone des Brennschachtes eingeleitet. Eine Rückführung der Abgase in diecombustion zone of the combustion shaft. The exhaust gases are returned to the

Vorwärmzone bietet die Möglichkeit der Erhöhung der Gasmenge in dem Schacht, wobei gleichzeitig eine hohe CO»-Konzentration in dem Abgas sichergestellt wird.Preheating zone offers the possibility of increasing the amount of gas in the shaft, while at the same time ensuring a high CO» concentration in the exhaust gas.

Beispielsweise wird das Abgas vor dem Einleiten in den Schacht, insbesondere in denFor example, the exhaust gas is filtered before being introduced into the shaft, especially in the

Verbindungskanal oder in die Brennzone des als Regenerativschacht oder Brennschacht betriebenen Schachts, insbesondere auf eine Temperatur von 900°C bis 1100°C, vorzugsweise 1000°C, erhitzt.Connecting channel or in the combustion zone of the shaft operated as a regenerative shaft or combustion shaft, in particular to a temperature of 900°C to 1100°C, preferably 1000°C.

° BE2023/5064° BE2023/5064

Das in der Kühlzone erwärmte Kühlgas wird beispielsweise über eineThe cooling gas heated in the cooling zone is, for example,

Kühlgasabzugseinrichtung aus der Kühlzone des Schachts ausgelassen. Insbesondere wird das in die Kühlzone eingelassene Kühlgas vollständig über dieCooling gas discharge device from the cooling zone of the shaft. In particular, the cooling gas admitted into the cooling zone is completely discharged via the

Kühlgasabzugseinrichtung aus dem jeweiligen Schacht ausgelassen. Das Kühlgas wird vorzugsweise von unten über einen im unteren Bereich der Kühlzone angeordneteCooling gas is preferably discharged from the bottom via a cooling gas discharge device located in the lower part of the cooling zone.

Kühlgaseinlass in die Kühlzone eingelassen. Die Kühlgasabzugseinrichtung weist vorzugsweise einen Kühlgasauslass zum Auslassen des Kühlgases aus dem Schacht auf. Der Kühlgasauslass ist insbesondere mit einer Kühlgasabzugsleitung zum Leiten des abgezogenen Kühlgases verbunden.Cooling gas inlet let into the cooling zone. The cooling gas extraction device preferably has a cooling gas outlet for discharging the cooling gas from the shaft. The cooling gas outlet is in particular connected to a cooling gas extraction line for conducting the extracted cooling gas.

Dem als Brennschacht betriebenen Schacht wird vorzugsweise ein Oxidationsmittel zugeführt. Bei dem Oxidationsmittel handelt es sich beispielswiese um reinen Sauerstoff oder um sauerstoffreiches Gas mit einem Sauerstoffanteil von mindestens 70 bis 95%, vorzugsweise 90%. Das Oxidationsmittel wird vorzugsweise zusammen mit dem Abgas in die Vorwärmzone des Brennschachtes eingeleitet. Es ist ebenfalls denkbar, dass derAn oxidizing agent is preferably fed to the shaft operated as a combustion shaft. The oxidizing agent is, for example, pure oxygen or oxygen-rich gas with an oxygen content of at least 70 to 95%, preferably 90%. The oxidizing agent is preferably introduced into the preheating zone of the combustion shaft together with the exhaust gas. It is also conceivable that the

Schacht in der Vorwärmzone einen separaten Oxidationsmitteleinlass zum Einlassen desShaft in the preheating zone a separate oxidant inlet for the intake of the

Oxidationsmittels separat zu dem Abgas in den Schacht aufweist. Beispielsweise wird das Oxidationsmittel zusammen mit dem Brennstoff der Brennzone zugeführt. Dieoxidizing agent separately from the exhaust gas into the shaft. For example, the oxidizing agent is fed together with the fuel into the combustion zone. The

Oxidationsmittelleitung weist vorzugsweise ein Regelorgan auf, wie beispielsweise einThe oxidant line preferably has a control element, such as a

Ventil oder eine Klappe, über das die Menge an Oxidationsmittel in den jeweiligenValve or flap that controls the amount of oxidizing agent in the respective

Schacht einstellbar ist.Shaft is adjustable.

Die Schächte weisen jeweils vorzugsweise zumindest eine Brennerlanze auf, wobei dasThe shafts preferably each have at least one burner lance, wherein the

Abgas beispielsweise in die Brennerlanze eingeleitet wird. Jeder Schacht weist vorzugsweise eine Mehrzahl von Brennerlanzen auf, die sich zumindest teilweise durch die Vorwärmzone erstrecken und insbesondere in die Brennzone des jeweiligenExhaust gas is introduced into the burner lance, for example. Each shaft preferably has a plurality of burner lances which extend at least partially through the preheating zone and in particular into the combustion zone of the respective

Schachts münden und zum Leiten von beispielsweise Brennstoff und/ oder einemshaft and are used to convey fuel and/or a

Oxidationsgas, wie Luft oder mit Sauerstoff angereicherte Luft oder reinem Sauerstoff, dienen. Der Brennzone und/ oder der Vorwärmzone des als Brennschacht betriebenenOxidation gas, such as air or oxygen-enriched air or pure oxygen. The combustion zone and/or the preheating zone of the combustion shaft operated

Schachts wird vorzugsweise ein Brennstoff über eine Brennstoffleitung zugeführt.A fuel is preferably supplied to the shaft via a fuel line.

Vorzugsweise wird der Brennstoff durch Brennerlanzen zugeführt, die in der Brennzone und/ oder der Vorwärmzone angeordnet sind. Bei dem Brennstoff handelt es sich beispielsweise um ein Brenngas, wie Hochofengas oder Erdgas oder Kohlenstaub oderPreferably, the fuel is supplied by burner lances arranged in the combustion zone and/or the preheating zone. The fuel is, for example, a fuel gas, such as blast furnace gas or natural gas or coal dust or

Biomasse oder flüssige Brennstoffe. In der Brennzone wird das Material vorzugsweiseBiomass or liquid fuels. In the combustion zone, the material is preferably

/ BE2023/5064 auf eine Temperatur von etwa 1100°C erhitzt. Insbesondere wird das Abgas in die/ BE2023/5064 to a temperature of about 1100°C. In particular, the exhaust gas is fed into the

Brennstoffleitung eingeleitet. Die Abgasleitung ist dazu vorzugsweise mit derThe exhaust pipe is preferably connected to the

Brennstoffleitung und/ oder der zumindest einer Brennerlanze verbunden. Vorzugsweise wird das Abgas im Anschluss an den Wärmetauscher in die Brennerlanze und/ oder diefuel line and/or at least one burner lance. Preferably, the exhaust gas is fed into the burner lance and/or the

Brennstoffleitung eingeleitet, wobei es sich bei dem Wärmetauscher vorzugsweise um den Wärmetauscher zur Erwärmung des Abgases im Gegenstrom zu dem abgezogenenFuel line, whereby the heat exchanger is preferably the heat exchanger for heating the exhaust gas in counterflow to the extracted

Kühlgas handelt. Das Abgas wird vorzugsweise über ein Regelorgan, wie einer Klappe oder einem Ventil, zur Einstellung der Menge Abgas in die Brennerlanze und/ oder dieThe exhaust gas is preferably fed via a control device, such as a flap or a valve, to adjust the amount of exhaust gas into the burner lance and/or the

Brennstoffleitung in diese eingeleitet. Jeder Brennstoffleitung und/ oder Brennerlanze ist vorzugsweise ein Regelorgan zugeordnet, zur Einstellung der Menge an Abgas in die jeweilige Brennerlanze und/ oder Brennstoffleitung. Vorzugsweise ist das Regelorgan in der Abgasleitung angeordnet. Insbesondere wird das Abgas in die Brennerlanzen des alsEach fuel line and/or burner lance is preferably assigned a control element for adjusting the amount of exhaust gas in the respective burner lance and/or fuel line. The control element is preferably arranged in the exhaust line. In particular, the exhaust gas is fed into the burner lances of the

Brennschacht betriebenen Schachts eingeleitet.Combustion shaft operated shaft.

Gemäß einer ersten Ausführungsform ist die Nachkalzinierungszone zumindest teilweise oder vollständig als Ringraum zwischen der Kühlgasabzugseinrichtung und derAccording to a first embodiment, the post-calcination zone is at least partially or completely designed as an annular space between the cooling gas discharge device and the

Schachtwand ausgebildet. Vorzugsweise ist in der Nachkalzinierungszone kein oder nur ein sehr geringer Anteil von Kühlgas vorhanden.Shaft wall. Preferably, no or only a very small amount of cooling gas is present in the post-calcination zone.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist zwischen der Nachkalzinierungszone und derAccording to a further embodiment, between the post-calcination zone and the

Kühlzone eine Gastrennzone zur Trennung des Kühlgases und des Brenngases ausgebildet ist. Die Gastrennzone dient vorzugsweise der gastechnischen Trennung derCooling zone, a gas separation zone is designed to separate the cooling gas and the fuel gas. The gas separation zone is preferably used for the gas-technical separation of the

Kühlzone von der Brennzone und der Nachkalzinierungszone. Vorzugsweise schließt sich die Gastrennzone direkt in Strömungsrichtung des Materials an dieCooling zone from the combustion zone and the post-calcination zone. Preferably, the gas separation zone is directly connected to the

Nachkalzinierungszone an, wobei sich an die Gastrennzone insbesondere direkt diePost-calcination zone, whereby the gas separation zone is directly connected to the

Kühlzone anschließt. Insbesondere ist die Gastrennzone in einem Schachtabschnitt mit einem im Wesentlichen konstanten Querschnitt angeordnet. Vorzugsweise wird ausschließlich Kühlgas aus der Kühlzone in die Gastrennzone eingeleitet, wobei kein oder nur ein sehr geringer Anteil von Brenngas, in etwa von 0,5% bis 10%, insbesondere 1% bis 8%, vorzugsweise 2%, bis 6%, aus der Brennzone in die Gastrennzone geleitet wird.Cooling zone adjoins. In particular, the gas separation zone is arranged in a shaft section with a substantially constant cross-section. Preferably, only cooling gas from the cooling zone is introduced into the gas separation zone, with no or only a very small proportion of fuel gas, approximately from 0.5% to 10%, in particular 1% to 8%, preferably 2% to 6%, being introduced from the combustion zone into the gas separation zone.

Durch die Ausbildung der Nachkalzinierungszone und optional der Gastrennzone wird eine zuverlässige Trennung der Kühlgase und der Brenngase verhindert, sodass eineThe formation of the post-calcination zone and optionally the gas separation zone prevents a reliable separation of the cooling gases and the combustion gases, so that

Rekarbonisierung vermieden wird. Gleichzeitig wird durch die Nachkalzinierung desRecarbonization is avoided. At the same time, the post-calcination of the

Materials ein hoher Kalzinierungsgrad erreicht.A high degree of calcination is achieved in the material.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Nachkalzinierungszone eine sich in 5 Strômungsrichtung des Materials erstreckende Länge auf, wobei die Kühlzone alsAccording to a further embodiment, the post-calcination zone has a length extending in the flow direction of the material, wherein the cooling zone is

Ringraum um die Kühlgasabzugseinrichtung ausgebildet ist und einenAnnular space is formed around the cooling gas discharge device and a

AuBendurchmesser aufweist und wobei das Verhältnis aus der Länge derouter diameter and the ratio of the length of the

Nachkalzinierungszone und dem AuBendurchmesser der Kühlzone Ln/D1 etwa 0,4 bis 0,8, insbesondere 0,5 bis 0,7, vorzugsweise 0,6 entspricht. Dieses Verhältnis sorgt für eine zuverlässige und vollständige Umlenkung der Brenngase aus der Brennzone innerhalb der Nachkalzinierungszone, sodass kein oder nur ein sehr geringer Anteil anpost-calcination zone and the outside diameter of the cooling zone Ln/D1 is approximately 0.4 to 0.8, in particular 0.5 to 0.7, preferably 0.6. This ratio ensures a reliable and complete diversion of the combustion gases from the combustion zone within the post-calcination zone, so that no or only a very small proportion of

Brenngasen in die Gastrennzone oder die Kühlzone eintritt und eine nahezu vollständigeCombustible gases enter the gas separation zone or the cooling zone and a nearly complete

Kalzinierung des Materials erfolgt. Die Nachkalzinierungszone, die Gastrennzone und dieCalcination of the material takes place. The post-calcination zone, the gas separation zone and the

Kühlzone sind beispielswiese als Ringräume mit jeweils einem AuBendurchmesser und einem Innendurchmesser ausgebildet.Cooling zones, for example, are designed as annular spaces, each with an outer diameter and an inner diameter.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Nachkalzinierungszone eine sich inAccording to a further embodiment, the post-calcination zone has a

Strômungsrichtung des Materials erstreckende Länge auf, wobei derFlow direction of the material extending length, whereby the

Strômungsdurchlass als materialfreier Ringraum ausgebildet ist und einenFlow passage is designed as a material-free annular space and has a

Nachkalzinierungszone und dem AuBendurchmesser des Strömungsdurchlasses Ln/D5 etwa 0,3 bis 0,7, vorzugsweise 0,4 bis 0,6, insbesondere 0,5 entspricht. parallel zurpost-calcination zone and the outside diameter of the flow passage Ln/D5 is approximately 0.3 to 0.7, preferably 0.4 to 0.6, in particular 0.5. parallel to the

Schachtachse verlaufen. Die Nachkalzinierungszone weist beispielsweise an ihrem oberen Bereich einen größeren Querschnitt als die Brennzone auf, wobei sich derThe post-calcination zone, for example, has a larger cross-section at its upper part than the combustion zone, whereby the

Querschnitt der Nachkalzinierungszone insbesondere in Strömungsrichtung desCross section of the post-calcination zone, particularly in the flow direction of the

Materials reduziert. Die Brennzone erstreckt sich mit ihrem unteren Bereich vorzugsweise in den oberen Bereich der Nachkalzinierungszone hinein, sodass sich ein als Ringkanal ausgebildeter Strömungsdurchlass zwischen den beiden Schachtabschnitten ausbildet.Material is reduced. The lower part of the combustion zone preferably extends into the upper part of the post-calcination zone, so that a flow passage in the form of an annular channel is formed between the two shaft sections.

Der ringförmige Strömungsdurchlass bildet vorzugsweise einen materialfreien Raum aus, in dem kein zu brennendes Material angeordnet ist. Der Strömungsdurchlass erstreckt sich vorzugsweise umfangsmäßig um den unteren Bereich der Brennzone. Die Schächte weisen beispielsweise jeweils einen als Ringkanal ausgebildeten Strömungsdurchlass auf, der jeweils mit dem Verbindungskanal gastechnisch verbunden und auf gleicherThe annular flow passage preferably forms a material-free space in which no material to be burned is arranged. The flow passage preferably extends circumferentially around the lower area of the combustion zone. The shafts each have, for example, a flow passage designed as an annular channel, which is connected to the connecting channel for gas purposes and on the same

Höhe mit diesem angeordnet ist.Height is arranged with this.

) BE2023/5064) BE2023/5064

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die als Ringraum ausgebildeteAccording to a further embodiment, the annular space

Nachkalzinierungszone einen Außendurchmesser auf, der sich mit einem Winkel zurPost-calcination zone has an outer diameter which extends at an angle to the

Vertikalen von 0° bis 30°, insbesondere 5° bis 20°, vorzugsweise 10° inVerticals from 0° to 30°, in particular 5° to 20°, preferably 10° in

Strömungsrichtung des Materials verringert und/ oder wobei die Nachkalzinierungszone einen Innendurchmesser aufweist, der sich in einem Winkel zur Vertikalen von 15° bis 50°, insbesondere 25° bis 35°, vorzugsweise 28° in Strömungsrichtung des Materials verringert. Dies sorgt für einen optimalen schwerkraftbedingten Materialtransport innerhalb der Nachkalzinierungszone, wobei ein Rückstau in dem Ringraum verhindert und somit Staubablagerungen und Staubverkrustungen vermieden werden.Flow direction of the material is reduced and/or wherein the post-calcination zone has an inner diameter which is reduced at an angle to the vertical of 15° to 50°, in particular 25° to 35°, preferably 28° in the flow direction of the material. This ensures optimal gravity-related material transport within the post-calcination zone, preventing backflow in the annular space and thus avoiding dust deposits and dust encrustations.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Kühlgasabzugseinrichtung einen innerhalb der Kühlzone angeordneten Innenzylinder mit einem Kühlgaseinlass auf. DesAccording to a further embodiment, the cooling gas extraction device has an inner cylinder arranged within the cooling zone with a cooling gas inlet.

Weiteren weist die Kühlgasabzugseinrichtung vorzugsweise eine Abdeckung auf, wobei die Abdeckung in Strömungsrichtung des Materials vor dem Kühlgaseinlass angeordnet ist. Die Abdeckung verhindert daher zuverlässig ein Eintreten von Material in denFurthermore, the cooling gas extraction device preferably has a cover, wherein the cover is arranged in the flow direction of the material in front of the cooling gas inlet. The cover therefore reliably prevents material from entering the

Innenzylinder. Der Innenzylinder ist vorzugsweise als Hohlzylinder ausgebildet und erstreckt sich insbesondere mittig, vorzugsweise koaxial zu der Kühlzone durch diese hindurch, insbesondere auf die Höhe der Nachkalzinierungszone. Der Innenzylinder ist vorzugsweise mit dem Kühlgasauslass zum Auslassen des Kühlgases aus dem Schacht gastechnisch verbunden.Inner cylinder. The inner cylinder is preferably designed as a hollow cylinder and extends in particular centrally, preferably coaxially to the cooling zone through the latter, in particular to the level of the post-calcination zone. The inner cylinder is preferably gas-connected to the cooling gas outlet for discharging the cooling gas from the shaft.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Kühlgasabzugseinrichtung eineAccording to a further embodiment, the cooling gas extraction device has a

Partikelabscheidevorrichtung zur Abscheidung von Materialpartikeln aus demParticle separation device for separating material particles from the

Kühlgasstrom auf. Vorzugsweis ist die Partikelabscheidevorrichtung inCooling gas flow. Preferably, the particle separator is in

Strômungsrichtung des Gases vor dem Kühlgaseinlass in den Innenzylinder derFlow direction of the gas before the cooling gas inlet into the inner cylinder of the

Kühlgasabzugseinrichtung angeordnet. Eine Partikelabscheidevorrichtung verhindert einen Materialeintrag in den Innenzylinder der Kühlgasabzugseinrichtung, sodass einA particle separator prevents material from entering the inner cylinder of the cooling gas extraction device, so that a

Verstopfen der Kühlgasabzugseinrichtung vermieden wird. Vorzugsweise werden vor dem Einlass des Kühlgases in den Innenzylinder Materialpartikel, vorzugsweise einerClogging of the cooling gas discharge device is avoided. Preferably, material particles, preferably of a

Größe von mehr als 0.3mm, aus dem Gasstrom abgeschieden.Size of more than 0.3mm, separated from the gas stream.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Partikelabscheidevorrichtung alsAccording to a further embodiment, the particle separation device is designed as

Kühlluftkanal zwischen der Abdeckung und dem Innenzylinder ausgebildet, der in denCooling air channel is formed between the cover and the inner cylinder, which is in the

Kühlgaseinlass mündet. Die Partikelabscheidevorrichtung, insbesondere derThe particle separation device, in particular the

Kühlluftkanal, bildet eine gastechnische Verbindung des Innenzylinders mit der Kühlzone aus.Cooling air duct forms a gas connection between the inner cylinder and the cooling zone.

Die Abdeckung ist vorzugsweise in Strömungsrichtung des Materials vor demThe cover is preferably in the flow direction of the material in front of the

Kühlgaseinlass angeordnet, sodass um den Kühlgaseinlass herum ein materialfreierCooling gas inlet so that a material-free area is created around the cooling gas inlet.

Raum, insbesondere der Kühlluftkanal ausgebildet ist. Die Abdeckung weist vorzugsweise einen ersten, unteren Bereich auf, der hohlzylinderförmig ausgebildet ist und sich um den Innenzylinder und koaxial zu diesem herum erstreckt. Der erste Bereich weist vorzugsweise einen konstanten Querschnitt, insbesondere Innendurchmesser auf.Space, in particular the cooling air channel. The cover preferably has a first, lower region which is hollow-cylindrical and extends around the inner cylinder and coaxially thereto. The first region preferably has a constant cross-section, in particular an inner diameter.

Vorzugsweise schließt der erste Bereich in etwa auf der gleichen Höhe mit oder oberhalb des Kühlgaseinlasses ab. An das obere Ende des ersten Bereichs schließt sich beispielsweise ein zweiter Bereich an, der beispielhaft als Hohlkegel ausgebildet ist und mit dem der Spitze nach oben weist. Vorzugsweise verringert sich der Innendurchmesser des zweiten Bereichs von dem Innendurchmesser des ersten Bereichs entgegen derPreferably, the first region ends approximately at the same height as or above the cooling gas inlet. The upper end of the first region is followed by a second region, which is designed as a hollow cone and with the tip pointing upwards. Preferably, the inner diameter of the second region decreases from the inner diameter of the first region in the opposite direction to the

Materialströmungsrichtung. Der Kegelwinkel der Abdeckung beträgt vorzugsweise 15° bis 50°, insbesondere 25° bis 35°, vorzugsweise 28°, zur Vertikalen.Material flow direction. The cone angle of the cover is preferably 15° to 50°, in particular 25° to 35°, preferably 28°, to the vertical.

Der Kühlluftkanal umfasst vorzugsweise einen ringförmigen Bereich zwischen dem ersten Bereich der Abdeckung und einen hohlkegelförmigen Bereich zwischen dem zweiten Bereich und dem Innenzylinder. Insbesondere ist der Kühlluftkanal derart ausgebildet, dass die Kühlluft in einem Winkel von 90° bis 200°, insbesondere 120° bis 180° umgelenkt wird bevor sie in den Kühlgaseinlass des Innenzylinders eintritt. Die alsThe cooling air channel preferably comprises an annular region between the first region of the cover and a hollow cone-shaped region between the second region and the inner cylinder. In particular, the cooling air channel is designed such that the cooling air is deflected at an angle of 90° to 200°, in particular 120° to 180°, before it enters the cooling gas inlet of the inner cylinder. The

Kühlluftkanal ausgebildete Partikelabscheidevorrichtung sorgt dafür, dass keine oder nurA particle separator designed as a cooling air duct ensures that no or only

Partikel mit einer Größe von weniger als etwa 0.3mm des zu kühlenden Materials in denParticles with a size of less than about 0.3mm of the material to be cooled in the

Innenzylinder gelangen.inner cylinder.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der Kühlluftkanal derart ausgebildet ist, dass die Kühlluft in einem Winkel von 90° bis 200°, insbesondere 120° bis 180°, vorzugsweise 180° umgelenkt wird. Dies sorgt für eine zuverlässige Partikelabscheidung.According to a further embodiment, the cooling air channel is designed such that the cooling air is deflected at an angle of 90° to 200°, in particular 120° to 180°, preferably 180°. This ensures reliable particle separation.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Kühlgasabzugseinrichtung mit einemAccording to a further embodiment, the cooling gas extraction device is provided with a

Wärmetauscher zur Erwärmung des Abgases verbunden. Der GGR-Schachtofen weist beispielsweis einen Wärmetauscher auf, der mit dem Abgasauslass und derHeat exchanger for heating the exhaust gas. The GGR shaft furnace, for example, has a heat exchanger that is connected to the exhaust gas outlet and the

U BE2023/5064UBE2023/5064

Kühlgasabzugseinrichtung gastechnisch verbunden ist, sodass das Agas im Gegenstrom zum Kühlgas erhitzt wird. Bei dem Wärmetauscher handelt es sich beispielsweise um einen als Regenerator ausgebildeten Wärmetauscher oder um einen als Rekuperator ausgebildete Wärmetauscher. Der Rekuperator ist beispielsweise einCooling gas extraction device is connected gas-technically so that the exhaust gas is heated in countercurrent to the cooling gas. The heat exchanger is, for example, a heat exchanger designed as a regenerator or a heat exchanger designed as a recuperator. The recuperator is, for example, a

Plattenwärmeübertrager oder ein Rohrbündelwärmeübertrager. Das aus der Kühlzone ausgelassene Kühlgas wird vorzugsweise dem Wärmetauscher zur Erwärmung desPlate heat exchanger or a tube bundle heat exchanger. The cooling gas discharged from the cooling zone is preferably fed to the heat exchanger for heating the

Abgases zugeführt. Das über den Abgasauslass abgezogene Abgas wird vorzugsweise vor dem Einleiten in den Verbindungskanal und/ oder die Brennzone desThe exhaust gas extracted via the exhaust outlet is preferably fed into the connecting channel and/or the combustion zone of the

Regenerativschachts im Gegenstrom durch das abgezogene Kühlgas erwärmt.Regenerative shaft is heated in countercurrent by the extracted cooling gas.

Vorzugsweise wird das Abgas mittels des Wärmetauschers auf eine Temperatur von 400°C bis 800°C, insbesondere 600°C erwärmt.Preferably, the exhaust gas is heated by means of the heat exchanger to a temperature of 400°C to 800°C, in particular 600°C.

Die Erfindung umfasst auch ein zum Brennen von Material, wie Karbonatgesteinen, in einem Gleichstrom-Gegenstrom-Regenerativ-Schachtofen mit zwei Schächten, die abwechselnd als Brennschacht und als Regenerativschacht betrieben werden und mittels eines Verbindungskanals miteinander verbunden sind, wobei das Material durch einenThe invention also includes a furnace for burning material, such as carbonate rocks, in a co-current countercurrent regenerative shaft furnace with two shafts, which are operated alternately as a burning shaft and as a regenerative shaft and are connected to one another by means of a connecting channel, wherein the material is fed through a

Materialeinlass in eine Vorwärmzone zum Vorwärmen des Materials, eine Brennzone zum Brennen des Materials und eine Kühlzone zum Kühlen des Materials zu einemMaterial inlet into a preheating zone for preheating the material, a burning zone for burning the material and a cooling zone for cooling the material to a

Materialauslass strömt, wobei ein Kühlgas in die Kühlzone eingelassen wird und wobei das in der Kühlzone erwärmte Kühlgas über eine Kühlgasabzugseinrichtung aus derMaterial outlet, whereby a cooling gas is admitted into the cooling zone and whereby the cooling gas heated in the cooling zone is discharged from the

Kühlzone des Schachts ausgelassen wird, und wobei die Brennzone gastechnisch mit dem Verbindungskanal verbunden ist. Das aus der Brennzone austretende Material wird in einer Nachkalzinierungszone in Strömungsrichtung des Materials hinter der Brennzone bei einer Gastemperatur von 800°C bis 1100°C, insbesondere 900°C bis 1000°C, vorzugsweise etwa 850°C bis 950°C nachkalziniert.Cooling zone of the shaft is omitted, and the combustion zone is connected to the connecting channel in terms of gas technology. The material emerging from the combustion zone is post-calcined in a post-calcination zone in the flow direction of the material behind the combustion zone at a gas temperature of 800°C to 1100°C, in particular 900°C to 1000°C, preferably about 850°C to 950°C.

Die Brennzone ist insbesondere mittels eines Strômungsdurchlasses gastechnisch mit dem Verbindungskanal verbunden. Vorzugsweise wird das aus der Brennzone austretende Material in einer Nachkalzinierungszone in Strömungsrichtung des Materials hinter dem Strömungsdurchlass nachkalziniert. Vorzugsweise schließt sich dieThe combustion zone is connected to the connecting channel in a gas-technical manner, in particular by means of a flow passage. Preferably, the material emerging from the combustion zone is post-calcined in a post-calcination zone in the flow direction of the material behind the flow passage. Preferably, the

Nachkalzinierungszone direkt an die Brennzone an, sodass das Material im Anschluss an die Brennzone direkt in der Nachkalzinierungszone nachkalziniert wird.The post-calcination zone is connected directly to the combustion zone so that the material is post-calcined directly in the post-calcination zone after the combustion zone.

Die mit Bezug auf den Gleichstrom-Gegenstrom-Regenerativ-Schachtofen beschriebenen Ausführungsformen und Vorteile treffen in verfahrensmäßigerThe embodiments and advantages described with reference to the direct current countercurrent regenerative shaft furnace apply in terms of the process

Entsprechung ebenfalls auf das Verfahren zu.Correspondence also applies to the procedure.

Gemäß einer Ausführungsform wird die Kühlluft mit einer Temperatur von weniger als 900°C, insbesondere 700°C bis 850°C, vorzugsweise 725°C bis 800°C, in dieAccording to one embodiment, the cooling air is fed into the

Kühlgasabzugseinrichtung eingeleitet. Vorzugsweise ist der GGR-Schachtofen derart ausgebildet und eingerichtet, dass die über die Kühlgasabzugseinrichtung aus demThe PGR shaft furnace is preferably designed and arranged such that the cooling gas discharged from the

Schacht abgeführte Kühlluft eine Temperatur von weniger als 900°C, insbesondere 700°C bis 850°C, vorzugsweise 725°C bis 800°C aufweist. Gemäß einer weiterenCooling air discharged through the shaft has a temperature of less than 900°C, in particular 700°C to 850°C, preferably 725°C to 800°C. According to a further

Ausführungsform wird das aus der Kühlzone ausgelassene Kühlgas einemIn this embodiment, the cooling gas discharged from the cooling zone is

Wärmetauscher zur Erwärmung des Abgases zugeführt, wobei dieHeat exchanger to heat the exhaust gas, whereby the

Kühlgasabzugseinrichtung vorzugsweise mit dem Wärmtauscher verbunden ist, sodass die abgezogene Kühlluft bei einer Temperatur von weniger als 900°C, insbesondere 700°C bis 850°C, vorzugsweise 725°C bis 800°C, dem Wärmetauscher zugeführt wird.Cooling gas extraction device is preferably connected to the heat exchanger, so that the extracted cooling air is supplied to the heat exchanger at a temperature of less than 900°C, in particular 700°C to 850°C, preferably 725°C to 800°C.

Dies verhindert zuverlässig Anbackungen und Verschmutzungen des Wärmetauschers und sorgt für einen optimalen Betrieb und Wärmeaustausch mit dem Abgas.This reliably prevents caking and contamination of the heat exchanger and ensures optimal operation and heat exchange with the exhaust gas.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird in der Nachkalzinierungszone einAccording to a further embodiment, in the post-calcination zone a

Kühlgasanteil von 0,5% bis 10%, insbesondere 1% bis 8%, vorzugsweise 2%, bis 6%, eingestellt. Bei dem in die Nachkalzinierungszone gelangenden Kühlgas handelt es sich vorzugsweise um einen Schlupf an Kühlgas der verfahrenstechnisch nicht zu verhindern ist. Dieser ist vorzugsweise so gering, dass er vernachlässigbar ist. Dadurch wird eineCooling gas proportion of 0.5% to 10%, in particular 1% to 8%, preferably 2% to 6%. The cooling gas entering the post-calcination zone is preferably a slip of cooling gas that cannot be prevented by the process technology. This is preferably so small that it is negligible. This results in a

Rekarbonisierung des Materials fast vollständig verhindert.Recarbonization of the material is almost completely prevented.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird in der Nachkalzinierungszone dasAccording to a further embodiment, in the post-calcination zone the

Brenngases in einem Winkel von 90° bis 180°, vorzugswiese 120° bis 150° umgelenkt.Combustible gas is diverted at an angle of 90° to 180°, preferably 120° to 150°.

Vorzugsweise ist die Nachkalzinierungszone derart ausgebildet und eingerichtet, dass das Brenngases in einem Winkel von 90° bis 180°, vorzugswiese 120° bis 150° umgelenkt wird. Die Umlenkung des Brenngases erfolgt vorzugsweise ausschließlich in der Nachkalzinierungszone und nicht in der Brennzone, der Kühlzone oder derPreferably, the post-calcination zone is designed and arranged in such a way that the fuel gas is deflected at an angle of 90° to 180°, preferably 120° to 150°. The deflection of the fuel gas preferably takes place exclusively in the post-calcination zone and not in the combustion zone, the cooling zone or the

Gastrennzone.Gas separation zone.

Beschreibung der ZeichnungenDescription of the drawings

Die Erfindung ist nachfolgend anhand mehrerer Ausführungsbeispiele mit Bezug auf die beiliegenden Figuren näher erläutert.The invention is explained in more detail below using several embodiments with reference to the accompanying figures.

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines GGR-Schachtofens in einerFig. 1 shows a schematic representation of a PFR shaft furnace in a

Schnittansicht mit einer perspektivischen Ansicht derSectional view with a perspective view of the

Kühlgasabzugseinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel.Cooling gas extraction device according to an embodiment.

Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung eines GGR-Schachtofens in einerFig. 2 shows a schematic representation of a PFR shaft furnace in a

Schnittansicht gemäß dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1.Sectional view according to the embodiment of Fig. 1.

Fig. 3a zeigt eine schematische Darstellung eines GGR-Schachtofens in einerFig. 3a shows a schematic representation of a PFR shaft furnace in a

Schnittansicht gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel.Sectional view according to another embodiment.

Fig. 3b zeigt eine schematische Darstellung eines Teilausschnitts eines GGR-Fig. 3b shows a schematic representation of a partial section of a GGR

Schachtofens in einer Schnittansicht gemäß einem weiterenShaft furnace in a sectional view according to another

Ausführungsbeispiel.Example of implementation.

Fig. 4a-c zeigt eine schematische Darstellung eines GGR-Schachtofens in einerFig. 4a-c shows a schematic representation of a PFR shaft furnace in a

Querschnittsansicht in den Schnittebenen der Fig. 3a gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel.Cross-sectional view in the cutting planes of Fig. 3a according to a further embodiment.

Fig. 5 zeigt eine schematische Darstellung eines GGR-Schachtofens in einerFig. 5 shows a schematic representation of a PFR shaft furnace in a

Schnittansicht gemäß einem Fig. 1 bis 3.Sectional view according to Fig. 1 to 3.

Fig. 1 und 2 zeigen jeweils einen GGR-Schachtofen 1 mit zwei parallelen und vertikal ausgerichteten Schächten 2. Die Schächte 2 des GGR-Schachtofens 1 sind imFig. 1 and 2 each show a GGR shaft furnace 1 with two parallel and vertically aligned shafts 2. The shafts 2 of the GGR shaft furnace 1 are in the

Wesentlichen identisch aufgebaut, sodass in Fig. 1 leidglich einer der beiden Schächte 2 mit Bezugszeichen versehen ist und im Folgenden der Einfachheit halber lediglich einer der beiden Schächte 2 beschrieben ist. Jeder Schacht 2 weist jeweils einenEssentially identical in construction, so that in Fig. 1 only one of the two shafts 2 is provided with reference numerals and in the following, for the sake of simplicity, only one of the two shafts 2 is described. Each shaft 2 has one

Materialeinlass 3 auf zum Einlassen von zu brennenden Material in den jeweiligenMaterial inlet 3 to let in material to be burned into the respective

Schacht 2 des GGR-Schachtofens 1. Bei dem zu brennenden Material handelt es sich insbesondere um Kalkstein und/ oder Dolomitstein vorzugsweise mit einer Korngröße von 10 bis 200mm, vorzugsweise von 15 bis 120mm, höchstvorzugsweise 30 bis 100mm. DieShaft 2 of the GGR shaft furnace 1. The material to be burned is in particular limestone and/or dolomite stone, preferably with a grain size of 10 to 200mm, preferably 15 to 120mm, most preferably 30 to 100mm.

Materialeinlässe 3 sind beispielhaft an dem oberen Ende des jeweiligen Schachts 2 angeordnet, sodass das Material durch den Materialeinlass 3 schwerkraftbedingt in denMaterial inlets 3 are arranged, for example, at the upper end of the respective shaft 2, so that the material flows through the material inlet 3 into the

Schacht 2 fällt. Der Materialeinlass 3 ist beispielsweise als obere Öffnung des Schachts 2 und insbesondere als Schleuse 3 ausgebildet und erstreckt sich vorzugsweise über den gesamten oder einen Teil des Querschnitts des Schachts 2. Ein als Schleuse 3 ausgebildeter Materialeinlass ist vorzugsweise derart ausgestaltet, dass lediglich das zu brennende Rohmaterial in den Schacht 2 gelangt, nicht aber die Umgebungsluft.Shaft 2 falls. The material inlet 3 is designed, for example, as an upper opening of the shaft 2 and in particular as a lock 3 and preferably extends over the entire or part of the cross section of the shaft 2. A material inlet designed as a lock 3 is preferably designed in such a way that only the raw material to be burned enters the shaft 2, but not the ambient air.

Vorzugsweise ist die Schleuse 3 derart ausgebildet, dass sie den Schacht 2 luftdicht gegen die Umgebung abdichtet und einen Eintritt von Feststoffen, wie das zu brennendePreferably, the lock 3 is designed in such a way that it seals the shaft 2 airtight against the environment and prevents the entry of solids, such as the fuel to be burned.

Gut, in den Schacht erlaubt.Okay, allowed into the shaft.

Jeder Schacht 2 weist an seinem oberen Ende des Weiteren einenEach shaft 2 also has a

Verbrennungsgaseinlass 12 zum Einlassen von Verbrennungsgas zur Verbrennung vonCombustion gas inlet 12 for admitting combustion gas for combustion of

Brennstoffen auf. Bei dem Verbrennungsgas handelt es sich beispielsweise um entstaubtes Abgas zumindest eines der Schächte 2, wobei das Abgas vorzugsweise mitThe combustion gas is, for example, dedusted exhaust gas from at least one of the shafts 2, the exhaust gas preferably being

Sauerstoff angereichert ist. Des Weiteren weist jeder Schacht 2 einen Abgasauslass 6 zum Auslassen von Abgasen aus dem jeweiligen Schacht 2 auf. Jedem Abgasauslass 6 und Verbrennungsgaseinlass 12 ist beispielhaft jeweils ein Regelorgan zugeordnet. Über die Regelorgane, wie beispielsweise ein mengenregulierbarer Verdichter, ist vorzugsweise die Menge an Verbrennungsgas in den jeweiligen Verbrennungsgaseinlass 12 und die Menge an über den jeweiligen Abgasauslass 6 abzuziehendes Abgas einstellbar. Der Verbrennungsgaseinlass 12 und der Abgasauslass 6 sind beispielhaft auf dem gleichen Höhenniveau und insbesondere innerhalb der Vorwärmzone 21 des jeweiligen Schachts 2 angeordnet.is enriched with oxygen. Furthermore, each shaft 2 has an exhaust gas outlet 6 for discharging exhaust gases from the respective shaft 2. Each exhaust gas outlet 6 and combustion gas inlet 12 is assigned a control element, for example. The amount of combustion gas in the respective combustion gas inlet 12 and the amount of exhaust gas to be removed via the respective exhaust gas outlet 6 can preferably be adjusted via the control elements, such as a quantity-adjustable compressor. The combustion gas inlet 12 and the exhaust gas outlet 6 are arranged, for example, at the same height and in particular within the preheating zone 21 of the respective shaft 2.

Am unteren Ende des Schachts 2 ist ein Materialauslass 40 zum Abführen des gebrannten Materials angeordnet. Bei dem Materialauslass 40 handelt es sich beispielsweise um eine wie mit Bezug auf den Materialeinlass 3 beschriebene Schleuse.A material outlet 40 for removing the fired material is arranged at the lower end of the shaft 2. The material outlet 40 is, for example, a lock as described with reference to the material inlet 3.

Das gebrannte Material wird beispielsweise in einen Auslasstrichter 25 geleitet, an den sich der Materialauslass 40 des Schachts 2 anschließt. Der Auslasstrichter 25 ist beispielhaft trichterförmig ausgebildet. Der Auslasstrichter 25 weist vorzugsweise eineThe fired material is, for example, fed into an outlet funnel 25, which is connected to the material outlet 40 of the shaft 2. The outlet funnel 25 is, for example, funnel-shaped. The outlet funnel 25 preferably has a

Kühlgaseinleitung 23 zum Einlassen von Kühlgas in den jeweilige Schacht 2 auf. DasCooling gas inlet 23 for letting cooling gas into the respective shaft 2. The

Kühlgas wird vorzugsweise mittels eines nicht dargestellten Verdichters in denCooling gas is preferably fed into the

Kühlgaseinlass geleitet.Cooling gas inlet.

Im Betrieb des GGR-Schachtofens 1 strömt das zu brennende Material von oben nach unten durch den jeweiligen Schacht 2, wobei die Kühlluft von unten nach oben, imDuring operation of the GGR shaft furnace 1, the material to be burned flows from top to bottom through the respective shaft 2, with the cooling air flowing from bottom to top, in the

Gegenstrom zu dem Material, teilweise durch den jeweiligen Schacht 2 strömt. DasCountercurrent to the material, partially flowing through the respective shaft 2. The

Ofenabgas wird durch den Abgasauslass 6 aus dem Schacht 2 abgeführt. Vorzugsweise weist das aus dem Schacht 2 abgeführte Abgas einen CO2-Gehalt von mindestens 80%, insbesondere 90%- 99%, vorzugsweise etwa 95% auf.Furnace exhaust gas is discharged from the shaft 2 through the exhaust gas outlet 6. The exhaust gas discharged from the shaft 2 preferably has a CO2 content of at least 80%, in particular 90%-99%, preferably about 95%.

Unterhalb des Materialeinlasses 3 und des Verbrennungsgaseinlasses 12 schließt sich in Strömungsrichtung des Materials die Vorwärmzone 21 des jeweilige Schachtes 2 an.Below the material inlet 3 and the combustion gas inlet 12, the preheating zone 21 of the respective shaft 2 is located in the flow direction of the material.

In der Vorwärmzone 21 wird das Material und das Verbrennungsgas vorzugsweise auf etwa 700°C vorgewärmt. Vorzugsweise ist der jeweilige Schacht 2 mit zu brennendemIn the preheating zone 21, the material and the combustion gas are preferably preheated to about 700°C. Preferably, the respective shaft 2 is filled with the material to be burned.

Material gefüllt. Das Material wird vorzugsweise oberhalb der Vorwärmzone 21 in den jeweiligen Schacht 2 aufgegeben. Zumindest ein Teil der Vorwärmzone 21 und der sich in Strömungsrichtung des Materials daran anschließende Teil des jeweiligen Schachtes 2 sind beispielsweise mit einer feuerfesten Auskleidung umgeben.Material is preferably fed into the respective shaft 2 above the preheating zone 21. At least a part of the preheating zone 21 and the part of the respective shaft 2 adjoining it in the flow direction of the material are surrounded, for example, by a refractory lining.

Fig. 3 zeigt einen GGR-Schachtofen gemäß den Fig. 1 und 2 in detaillierterer Darstellung, wobei in der Vorwärmzone 21 optional eine Mehrzahl von Brennerlanzen 10 angeordnet sind und jeweils als Einlass für Brennstoff, wie beispielsweise ein Brenngas, Öl oder gemahlener fester Brennstoff dienen. Der GGR-Schachtofen 1 weist beispielsweise eineFig. 3 shows a GGR shaft furnace according to Figs. 1 and 2 in more detail, wherein a plurality of burner lances 10 are optionally arranged in the preheating zone 21 and each serve as an inlet for fuel, such as a fuel gas, oil or ground solid fuel. The GGR shaft furnace 1 has, for example, a

Kühleinrichtung zur Kühlung der Brennerlanzen 10 auf. Die Kühleinrichtung umfasst beispielsweise eine Mehrzahl von Kühlluftringleitungen, die sich ringförmig um denCooling device for cooling the burner lances 10. The cooling device comprises, for example, a plurality of cooling air ring lines which are arranged in a ring around the

Schachtbereich erstrecken, in dem die Brennerlanzen 10 angeordnet sind. Durch dieShaft area in which the burner lances 10 are arranged.

Kühlluftringleitungen strömt vorzugsweise Kühlluft zur Kühlung der Brennerlanzen 10.Cooling air preferably flows through cooling air ring lines to cool the burner lances 10.

Vorzugsweise werden die Brennerlanzen 10 mittels des über den Abgasauslass 6 abgeführten Abgases gekühlt. Vorzugsweise ist der Abgasauslass 6 mit denPreferably, the burner lances 10 are cooled by means of the exhaust gas discharged via the exhaust outlet 6. Preferably, the exhaust outlet 6 is connected to the

Brennerlanzen 10 zur Leitung von Abgas zu den Brennerlanzen 10 verbunden.Burner lances 10 are connected for conducting exhaust gas to the burner lances 10.

Vorzugsweise sind in jedem Schacht 2 eine Mehrzahl, beispielsweise zwölf oder mehrPreferably, in each shaft 2, a plurality, for example twelve or more

Brennerlanzen 10 und im Wesentlichen gleichmäßig zueinander beabstandet angeordnet. Die Brennerlanzen 10 weisen beispielsweise eine L-Form auf und erstrecken sich vorzugsweise in horizontaler Richtung in den jeweiligen Schacht 2 hinein und innerhalb des Schachtes 2 in vertikaler Richtung, insbesondere in Strömungsrichtung desBurner lances 10 and arranged substantially evenly spaced from each other. The burner lances 10 have, for example, an L-shape and preferably extend in a horizontal direction into the respective shaft 2 and within the shaft 2 in a vertical direction, in particular in the flow direction of the

Materials. Die Enden der Brennerlanzen 10 eines Schachtes 2 sind vorzugsweise alle auf demselben Höhenniveau angeordnet. Vorzugsweise ist die Ebene, an der dieMaterial. The ends of the burner lances 10 of a shaft 2 are preferably all arranged at the same height level. Preferably, the plane at which the

Lanzenenden angeordnet sind, jeweils das untere Ende der jeweiligen Vorwärmzone 21.Lance ends are arranged, each at the lower end of the respective preheating zone 21.

Die Brennerlanzen 10 sind vorzugsweise mit einer nicht dargestellten Brennstoffleitung zur Leitung von Brennstoff zu den Brennerlanzen 10 verbunden. Die Brennstoffleitung ist beispielshaft zumindest teilweise als Ringleitung ausgebildet, die sich umfangsmäßig um den jeweiligen Schacht 2 herum erstreckt. Vorzugsweise weist jeder Schacht 2 eine jeweils den Brennerlanzen 10 des Schachts 2 zugeordnete Brennstoffleitung auf, die insbesondere jeweils ein Regelorgan zur Einstellung der Brennstoffmenge zu denThe burner lances 10 are preferably connected to a fuel line (not shown) for supplying fuel to the burner lances 10. The fuel line is, for example, at least partially designed as a ring line that extends circumferentially around the respective shaft 2. Preferably, each shaft 2 has a fuel line assigned to the burner lances 10 of the shaft 2, which in particular each has a control element for adjusting the amount of fuel to the

Brennerlanzen 10 aufweist.Burner lances 10.

An die Vorwärmzone 21 schließt sich in Strömungsrichtung des Materials die Brennzone 20 an. In der Brennzone 20 wird der Brennstoff verbrannt und das vorgewärmte Material bei einer Temperatur von etwa 1000°C gebrannt. Der GGR-Schachtofen 1 weist desThe preheating zone 21 is followed by the combustion zone 20 in the direction of flow of the material. In the combustion zone 20, the fuel is burned and the preheated material is fired at a temperature of about 1000°C. The PFR shaft furnace 1 has the

Weiteren einen Verbindungskanal 19 zum gastechnischen Verbinden der beidenFurthermore, a connecting channel 19 for the gas connection of the two

Schächte 2 miteinander auf. In dem Verbindungskanal 19 ist insbesondere kein zu brennendes Material vorhanden.Shafts 2 are connected to one another. In particular, there is no material to be burned in the connecting channel 19.

Der GGR- Schachtofen 1 weist vorzugsweise in Strömungsrichtung des Materials eineThe PFR shaft furnace 1 preferably has a

Vorwärmzone 21 zum Vorwärmen des Materials, eine Brennzone 20 zum Brennen desPreheating zone 21 for preheating the material, a firing zone 20 for firing the

Materials, eine Nachkalzinierungszone 9 zum Nachkalzinieren des Material, einematerial, a post-calcination zone 9 for post-calcining the material, a

Gastrennzone 14 zur gastechnischen Trennung der Kühlzone von der Brennzone und der Nachkalzinierungszone und eine Kühlzone 22 zum Kühlen des Materials auf.Gas separation zone 14 for the gas separation of the cooling zone from the combustion zone and the post-calcination zone and a cooling zone 22 for cooling the material.

Die Fig. 1 - 5 zeigen beispielhaft einen GGR- Schachtofen 1 mit rundenFig. 1 - 5 show an example of a PFR shaft furnace 1 with round

Schachtquerschnitten. Der Schachtquerschnitt kann jedoch eine andere geometrischeHowever, the shaft cross-section can have a different geometric

Kontur aufweisen, wie beispielsweise rund, halbrund, oval, viereckig oder vieleckig. Diecontour, such as round, semi-circular, oval, square or polygonal. The

Brennzone 20 erstreckt sich beispielhaft in einem Schachtabschnitt, der einen imCombustion zone 20 extends, for example, in a shaft section that has a

Wesentlichen konstanten oder größer werdenden Querschnitt aufweist.has a substantially constant or increasing cross-section.

Die Brennzone 20 ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass die Brenngase innerhalb dieser parallel zur Schachtachse verlaufen. An die Brennzone 20 schließt sich inThe combustion zone 20 is preferably designed in such a way that the combustion gases within it run parallel to the shaft axis. The combustion zone 20 is followed by

Strömungsrichtung des Materials vorzugsweise die Nachkalzinierungszone 9 an, die beispielhaft an ihrem oberen Bereich einen größeren Querschnitt aufweist als dieFlow direction of the material preferably the post-calcination zone 9, which has, for example, a larger cross-section at its upper region than the

Brennzone 20, wobei sich der Querschnitt der Nachkalzinierungszone 9 insbesondere inCombustion zone 20, whereby the cross-section of the post-calcination zone 9 is particularly

Strömungsrichtung des Materials reduziert. Die Brennzone 20 erstreckt sich mit ihrem unteren Bereich vorzugsweise in den oberen Bereich der Nachkalzinierungszone 9 hinein, sodass sich ein Ringkanal 18 zwischen den beiden Schachtabschnitten ausbildet.Flow direction of the material is reduced. The combustion zone 20 preferably extends with its lower region into the upper region of the post-calcination zone 9, so that an annular channel 18 is formed between the two shaft sections.

Der Ringkanal 18 bildet vorzugsweise einen materialfreien Raum aus, in dem kein zu brennendes Material angeordnet ist. Der Ringkanal 18 erstreckt sich vorzugsweise umfangsmäßig um den unteren Bereich der Brennzone 20. Die Schächte 2 der Fig. 1 -4 weisen beispielsweise jeweils einen Ringkanal 18 auf, die jeweils mit demThe ring channel 18 preferably forms a material-free space in which no material to be burned is arranged. The ring channel 18 preferably extends circumferentially around the lower area of the combustion zone 20. The shafts 2 of Fig. 1 -4 each have, for example, a ring channel 18, each of which is connected to the

Verbindungskanal 19 verbunden sind.connecting channel 19.

Die Nachkalzinierungszone 9 umfasst vorzugsweis einen Schachtbereich, mit einem sichThe post-calcination zone 9 preferably comprises a shaft area with a

Strömungsrichtung des Materials verengenden Querschnitt. Vorzugsweis erstreckt sich die Nachkalzinierungszone 9 von dem Ringkanal 18 in Strömungsrichtung des Materials bis zu einem Schachtbereich mit einem konstanten Querschnitt.The post-calcination zone 9 preferably extends from the annular channel 18 in the flow direction of the material to a shaft region with a constant cross-section.

Die Gastrennzone 14 ist zwischen der Kühlzone 22 und der Nachkalzinierungszone 9 angeordnet und dient vorzugsweise der gastechnischen Trennung der Kühlzone 22 von der Brennzone 20 und der Nachkalzinierungszone 9. Vorzugsweise schließt sich dieThe gas separation zone 14 is arranged between the cooling zone 22 and the post-calcination zone 9 and preferably serves for the gas separation of the cooling zone 22 from the combustion zone 20 and the post-calcination zone 9. Preferably, the

Gastrennzone 14 direkt in Strömungsrichtung des Materials an dieGas separation zone 14 directly in the flow direction of the material to the

Nachkalzinierungszone 9 an, wobei sich an die Gastrennzone 14 insbesondere direkt diePost-calcination zone 9, with the gas separation zone 14 being directly connected in particular to the

Kühlzone 22 anschließt. Insbesondere ist die Gastrennzone 14 in einemCooling zone 22. In particular, the gas separation zone 14 is in a

Schachtabschnitt mit einem im Wesentlichen konstanten Querschnitt angeordnet.Shaft section with an essentially constant cross-section.

Die Kühlzone 22 erstreckt sich vorzugsweise bis zur Austragaseinrichtung 41 und ist insbesondere in einem Schachtabschnitt mit einem im Wesentlichen konstanten oder nach unten kleiner werdendem Querschnitt ausgebildet.The cooling zone 22 preferably extends to the discharge gas device 41 and is formed in particular in a shaft section with a substantially constant cross-section or a cross-section that decreases downwards.

An dem materialauslassseitigen Ende eines jeden Schachtes 2 ist vorzugsweise eineAt the material outlet end of each shaft 2 there is preferably a

Austragseinrichtung 41 angeordnet. Die Austragseinrichtungen 41 umfassen beispielsweise horizontale Platten, vorzugsweise einen Austragstisch, die einen seitlichen Durchtritt des Materials zwischen dem Austragstisch und der Gehäusewand des GGR-Schachtofens erlauben. Die Austragseinrichtung 41 ist vorzugsweise alsDischarge device 41 is arranged. The discharge devices 41 comprise, for example, horizontal plates, preferably a discharge table, which allow a lateral passage of the material between the discharge table and the housing wall of the GGR shaft furnace. The discharge device 41 is preferably designed as

Schub- oder Drehtisch oder als Tisch mit Schubräumer ausgeführt. Dies ermöglicht eine gleichmäßige Durchsatzgeschwindigkeit des Brennguts durch die Schächte 2. DiePush or turntable or as a table with pusher. This enables a uniform throughput speed of the fuel through the shafts 2. The

Austragseinrichtung 41 umfasst des Weiteren beispielhaft den Auslasstrichter 25, der sich an den Austragstisch anschließt und an dessen unterem Ende der Materialauslass 40 angebracht ist.Discharge device 41 further comprises, for example, the outlet funnel 25, which is connected to the discharge table and at the lower end of which the material outlet 40 is attached.

Im Betrieb des GGR-Schachtofens 1 ist jeweils einer der Schächte 2 aktiv, wobei derDuring operation of the PFR shaft furnace 1, one of the shafts 2 is active at a time, whereby the

Jeweils andere Schacht 2 passiv ist. Der aktive Schacht 2 wird als Brennschacht und der passive Schacht 2 als Regenerativschacht bezeichnet. Der GGR-Schachtofen 1 wird insbesondere zyklisch betrieben, wobei eine übliche Zykluszahl beispielsweise 75 bis 150Each other shaft 2 is passive. The active shaft 2 is called the combustion shaft and the passive shaft 2 is called the regenerative shaft. The GGR shaft furnace 1 is operated in particular cyclically, with a typical number of cycles being, for example, 75 to 150

Zyklen pro Tag beträgt. Nach Ablauf der Zykluszeit wird die Funktion der Schächte 2 getauscht. Dieser Vorgang wiederholt sich fortlaufend. Über die Materialeinlässe 3 wird abwechselnd Material wie Kalk- oder Dolomitstein in die Schächte 2 aufgegeben. In dem als Brennschacht betriebenen, aktiven Schacht 2 wird über die Brennerlanzen 10 eincycles per day. After the cycle time has elapsed, the function of the shafts 2 is swapped. This process is repeated continuously. Material such as lime or dolomite stone is fed into the shafts 2 alternately via the material inlets 3. In the active shaft 2, which is operated as a combustion shaft, a

Brennstoff in den Brennschacht 2 eingeleitet. Das zu brennende Material wird in derFuel is fed into the combustion chamber 2. The material to be burned is

Vorwärmzone 21 des Brennschachts auf eine Temperatur von etwa 700°C erwärmt.Preheating zone 21 of the combustion shaft is heated to a temperature of approximately 700°C.

Im Betrieb des GGR-Schachtofens 1 strömt sowohl in dem Brennschacht 2 als auch in dem Regenerativschacht 2 das Kühlgas im Gegenstrom zu dem zu kühlenden Material durch die Kühlzone 22 und wird vorzugsweise vollständig über den Kühlgasauslass 29 aus dem Schacht 2 ausgelassen, sodass vorzugsweise kein Kühlgas von der Kühlzone 22 in die Brennzone 20 strömt.During operation of the PFR shaft furnace 1, the cooling gas flows in both the combustion shaft 2 and the regenerative shaft 2 in countercurrent to the material to be cooled through the cooling zone 22 and is preferably completely discharged from the shaft 2 via the cooling gas outlet 29, so that preferably no cooling gas flows from the cooling zone 22 into the combustion zone 20.

Innerhalb des als Brennschacht betriebenen Schachts 2 strömt das Verbrennungsgas durch den Verbrennungsgaseinlass 12 in den Brennschacht und im Gleichstrom mit demWithin the shaft 2 operated as a combustion shaft, the combustion gas flows through the combustion gas inlet 12 into the combustion shaft and in cocurrent with the

Material innerhalb der Brennzone 20. Von der Brennzone 20 strömt dasMaterial within the combustion zone 20. From the combustion zone 20 the

Verbrennungsgas in die Nachkalzinierungszone 9 und wird innerhalb derCombustion gas into the post-calcination zone 9 and is within the

Nachkalzinierungszone 9 umgelenkt, sodass es in den als Ringkanal 18 ausgebildeten materialfreien Raum strömt. Von dem materialfreien Raum 18 strömt das Gas über denpost-calcination zone 9 so that it flows into the material-free space formed as an annular channel 18. From the material-free space 18, the gas flows over the

Verbindungskanal 19 in den als Regenerativschacht betriebenen Schacht 2. Innerhalb des Regenerativschachts strömt das Gas von dem Verbindungskanal 19 und dem materialfreien Raum 18 des Regenerativschachts in die Nachkalzinierungszone 9 und wird dort umgelenkt, sodass es im Gegenstrom zu dem zu brennenden Material durch die Brennzone 20 in die Vorwärmzone 21 strömt und den Regenerativschacht durch denConnecting channel 19 into the shaft 2 operated as a regenerative shaft. Within the regenerative shaft, the gas flows from the connecting channel 19 and the material-free space 18 of the regenerative shaft into the post-calcination zone 9 and is diverted there so that it flows in countercurrent to the material to be burned through the combustion zone 20 into the preheating zone 21 and the regenerative shaft through the

Abgasauslass 6 des Regenerativschachts verlässt. Vorzugsweise weist das aus demExhaust gas outlet 6 of the regenerative shaft. Preferably, the exhaust gas from the

Schacht 2 ausgelassene Abgas eine Temperatur von 60°C bis 160°C, vorzugsweise 100°C auf.The exhaust gas discharged from shaft 2 has a temperature of 60°C to 160°C, preferably 100°C.

Das Abgas wird vorzugsweise in eine sich an den Abgasauslass 6 anschließendeThe exhaust gas is preferably discharged into a

Abgasleitung geleitet. Die Abgasleitung weist insbesondere in Strömungsrichtung desThe exhaust pipe has a particular direction of flow of the

Abgases im Anschluss an den Abgasauslass 6 optional einen Abgasfilter zum Filtern von feinen Partikeln, insbesondere Staub, aus dem Abgas auf. Vorzugsweise wird ein Teil des Abgases in einer Verbrennungsgasleitung zu dem Verbrennungsgaseinlass 12 geleitet wird. Vorzugsweise wird lediglich dem Verbrennungsgaseinlass 12 des alsExhaust gas following the exhaust gas outlet 6 optionally has an exhaust gas filter for filtering fine particles, in particular dust, from the exhaust gas. Preferably, a portion of the exhaust gas is guided in a combustion gas line to the combustion gas inlet 12. Preferably, only the combustion gas inlet 12 of the

Brennschacht betriebenen Schachts 2 das Abgas zugeführt. Die Verbrennungsgasleitung ist Insbesondere mit einer Oxidationsmittelleitung verbunden, sodass einThe exhaust gas is fed into the combustion shaft 2 operated by the combustion shaft. The combustion gas line is connected in particular to an oxidizing agent line, so that a

Oxidationsmittel, vorzugsweise reiner Sauerstoff, in die Verbrennungsgasleitung und anschließend zusammen mit dem Abgas über den Verbrennungsgaseinlass 12 in denOxidizing agent, preferably pure oxygen, into the combustion gas line and then together with the exhaust gas via the combustion gas inlet 12 into the

Schacht 2 eingeführt wird. Es ist ebenfalls denkbar, dass als Oxidationsmittel ein sauerstoffreiches Gas mit einem Sauerstoffanteil von mindestens 70 bis 95%, vorzugsweise 90% in die Verbrennungsgasleitung 4 eingeführt wird. Es ist ebenfalls denkbar, dass das der Teil des Abgases den Brennerlanzen zugeführt wird. Optional wird der Teil des Abgases, der nicht zu dem Verbrennungsgaseinlass 12 zurückgeführt wird, dem Verbindungskanal 19 oder den Brennerlanzen zugeführt. Die Abgasleitung weist optional einen Wärmetauscher zur Erwärmung des Abgases auf. Der Wärmetauscher ist beispielhaft als Rekuperator ausgebildet, wobei das Abgas im Gegenstrom zu dem abgezogenen Kühlgas erwärmt wird und sich das Kühlgas gleichzeitig abkühlt. DerShaft 2 is introduced. It is also conceivable that an oxygen-rich gas with an oxygen content of at least 70 to 95%, preferably 90%, is introduced into the combustion gas line 4 as an oxidizing agent. It is also conceivable that the part of the exhaust gas is fed to the burner lances. Optionally, the part of the exhaust gas that is not returned to the combustion gas inlet 12 is fed to the connecting channel 19 or the burner lances. The exhaust gas line optionally has a heat exchanger for heating the exhaust gas. The heat exchanger is designed as a recuperator, for example, whereby the exhaust gas is heated in countercurrent to the extracted cooling gas and the cooling gas is cooled at the same time. The

Wärmetauscher ist insbesondere über eine Kühlgasabzugsleitung mit denHeat exchanger is connected in particular via a cooling gas discharge line to the

Kühlgasauslässen 29 beider Schachte 2 verbunden, sodass das Abgas in demCooling gas outlets 29 of both shafts 2, so that the exhaust gas in the

Wärmetauscher mittels des abgezogenen Kühlgases vorzugsweise im Gegenstrom erwärmt wird.Heat exchanger is heated by means of the extracted cooling gas, preferably in countercurrent.

Vorzugsweise wird ein Teil des Abgases abgezweigt und abgeführt. Vorzugsweise wird die gesamte CO2-Menge aus der Kalzinierung und der Verbrennung sowie optional dasPreferably, a portion of the exhaust gas is diverted and discharged. Preferably, the entire amount of CO2 from calcination and combustion and optionally the

Wasser aus der Verbrennung aus dem GGR-Schachtofen 1 abgeführt.Water from combustion is discharged from the PFR shaft furnace 1.

In jeder Kühlzone 22 ist eine Kühlgasabzugseinrichtung 17 mit jeweils einemIn each cooling zone 22, a cooling gas extraction device 17 is provided, each with a

Kühlgasauslass 29 angeordnet. Die Kühlgasabzugseinrichtung 17 weist einenCooling gas outlet 29 is arranged. The cooling gas extraction device 17 has a

Innenzylinder 26 auf, der sich von der Kühlzone 22 zumindest teilweise in dieInner cylinder 26, which extends from the cooling zone 22 at least partially into the

Nachkalzinierungszone 9 und die Gastrennzone 14 erstreckt und mit dempost-calcination zone 9 and the gas separation zone 14 and is connected to the

Kühlgasauslass 29 verbunden ist. Beispielhaft erstreckt sich der Innenzylinder 26 von derCooling gas outlet 29. For example, the inner cylinder 26 extends from the

Austragseinrichtung 41 durch die Kühlzone 22 und die Gastrennzone 14 in dieDischarge device 41 through the cooling zone 22 and the gas separation zone 14 into the

Nachkalzinierungszone 9 bis auf die Höhe des Verbindungskanals 19. Zur Kühlung desPost-calcination zone 9 up to the height of the connecting channel 19. For cooling the

Innenzylinders 26 sind in dessen Außenwände vorzugsweise eine Mehrzahl vonInner cylinder 26 preferably has a plurality of

Kühlungskanälen 7 ausgebildet, die mit einer Kühlluftleitung zur Leitung von Kühlluft verbunden sind. Der Innenzylinder 26 der Kühlgasabzugseinrichtung 17 weist einenCooling channels 7 are formed, which are connected to a cooling air line for conducting cooling air. The inner cylinder 26 of the cooling gas extraction device 17 has a

Kühlgasauslass 29 auf, der als Leitung ausgebildet ist und sich von dem Innenzylinder 26 nach unten mittig durch die Austragseinrichtung 41 und anschließend radial nach außen durch den Auslasstrichter 25 und die Schachtwand 31 erstreckt und der Leitung von Kühlgas aus dem Innenzylinder 26 und aus dem Schacht 2 dient.Cooling gas outlet 29, which is designed as a line and extends from the inner cylinder 26 downwards centrally through the discharge device 41 and then radially outwards through the outlet funnel 25 and the shaft wall 31 and serves to conduct cooling gas from the inner cylinder 26 and from the shaft 2.

Der Innenzylinder 26 ist vorzugsweise nach oben offen ausgebildet und weist an dem oberen Ende einen Kühlgaseinlass 30 zum Einlassen von Kühlgas aus der Kühlzone 22 in den Innenzylinder 26 auf. Der Innenzylinder 26 ist vorzugsweise koaxial zu demThe inner cylinder 26 is preferably open at the top and has a cooling gas inlet 30 at the upper end for admitting cooling gas from the cooling zone 22 into the inner cylinder 26. The inner cylinder 26 is preferably coaxial with the

Schacht 2 innerhalb der Kühlzone 22 angeordnet und weist beispielhaft eine feuerfesteShaft 2 is arranged within the cooling zone 22 and has, for example, a fireproof

Verkleidung 8 auf, dessen Wanddicke insbesondere in Strömungsrichtung des Materials zunimmt, sodass der Innendurchmesser der als Ringraum ausgebildeten Kühlzone inThe wall thickness of the casing 8 increases particularly in the direction of flow of the material, so that the inner diameter of the cooling zone, which is designed as an annular space, in

Strömungsrichtung des Materials zunimmt. Oberhalb des Innenzylinders 26 und zumflow direction of the material increases. Above the inner cylinder 26 and to the

Schutz gegen das Eindringen von Material in den Kühlgaseinlass 30 weist dieProtection against the ingress of material into the cooling gas inlet 30 is provided by the

Kühlgasabzugseinrichtung 17 eine Abdeckung 27 auf. Die Abdeckung 27 ist inCooling gas extraction device 17 has a cover 27. The cover 27 is in

Strömungsrichtung des Materials vor dem Kühlgaseinlass 30 angeordnet, sodass um denFlow direction of the material in front of the cooling gas inlet 30, so that around the

Kühlgaseinlass 30 herum ein materialfreier Raum, insbesondere ein Kühlluftkanal 15 ausgebildet ist. Der Kühlluftkanal 15 ist zwischen der Abdeckung 27 und demA material-free space, in particular a cooling air channel 15, is formed around the cooling gas inlet 30. The cooling air channel 15 is between the cover 27 and the

Innenzylinder 26 ausgebildet.Inner cylinder 26 is formed.

Die Abdeckung 27 weist beispielhaft einen ersten, unteren Bereich 16 auf, derThe cover 27 has, for example, a first, lower region 16, which

Hohlzylinderförmig ausgebildet ist und sich um den Innenzylinder 26 und koaxial zu diesem herum erstreckt. Der erste Bereich 16 weist vorzugsweise einen konstantenIs hollow-cylindrical in shape and extends around the inner cylinder 26 and coaxially thereto. The first region 16 preferably has a constant

Querschnitt, insbesondere Innendurchmesser auf. Vorzugsweise schließt der erstecross-section, in particular inner diameter. Preferably, the first

Bereich in etwa auf der gleichen Höhe mit oder oberhalb des Kühlgaseinlasses 30 ab. An das obere Ende des ersten Bereichs 16 schließt sich ein zweiter Bereich 28 an, der beispielhaft als Hohlkegel ausgebildet ist und mit der Spitze nach oben weist.Area approximately at the same height as or above the cooling gas inlet 30. The upper end of the first area 16 is followed by a second area 28, which is designed as a hollow cone for example and has its tip pointing upwards.

Vorzugsweise verringert sich der Innendurchmesser des zweiten Bereichs von demPreferably, the inner diameter of the second region decreases from the

Innendurchmesser des ersten Bereichs entgegen der Materialströmungsrichtung. Der erste und der zweite Bereich 16, 28 bilden beispielsweise die einstückige Abdeckung 27 aus. Der Kühlluftkanal 15 umfasst vorzugsweise einen ringförmigen Bereich zwischen dem ersten Bereich 16 der Abdeckung 27 und einen hohlkegelförmigen Bereich zwischen dem zweiten Bereich 28 und dem Innenzylinder 26. Insbesondere ist der Kühlluftkanal 15 derart ausgebildet, dass die Kühlluft in einem Winkel von 90° bis 200°, insbesondere 120° bis 180° umgelenkt wird bevor sie in den Kühlgaseinlass 30 des Innenzylinders 26 eintritt. Dadurch weist der Kühlluftkanal 15 die Funktion einer Partikelabscheidekammer auf, sodass keine oder nur sehr wenige Partikel des zu kühlenden Materials in denInner diameter of the first region opposite to the material flow direction. The first and second regions 16, 28 form, for example, the one-piece cover 27. The cooling air channel 15 preferably comprises an annular region between the first region 16 of the cover 27 and a hollow cone-shaped region between the second region 28 and the inner cylinder 26. In particular, the cooling air channel 15 is designed such that the cooling air is deflected at an angle of 90° to 200°, in particular 120° to 180°, before it enters the cooling gas inlet 30 of the inner cylinder 26. As a result, the cooling air channel 15 has the function of a particle separation chamber, so that no or only very few particles of the material to be cooled enter the

Innenzylinder 26 gelangen. Vorzugsweise ist der Kühlluftkanal 15 derart ausgebildet und eingerichtet, dass ausschließlich Partikel mit einem Durchmesser von weniger als 0,4mm bis 0,5mm, insbesondere weniger als 0,3mm in das Innere des Innenzylinders 26 gelangen. Insbesondere ist die Strömungsgeschwindigkeit innerhalb des Kühlluftkanals derart eingestellt, dass ausschließlich Partikel mit einem Durchmesser von weniger als 0,4mm bis 0,5mm, insbesondere weniger als 0,3mm in das Innere des Innenzylinders 26 gelangen. Vorzugsweise ist die Spitze der Abdeckung 27 zu dem unteren Ende der 15 Brennzone 20 beabstandet angeordnet, wobei der Abstand etwa 0,5 bis 1,5-mal derInner cylinder 26. Preferably, the cooling air channel 15 is designed and arranged in such a way that only particles with a diameter of less than 0.4mm to 0.5mm, in particular less than 0.3mm, reach the interior of the inner cylinder 26. In particular, the flow speed within the cooling air channel is set in such a way that only particles with a diameter of less than 0.4mm to 0.5mm, in particular less than 0.3mm, reach the interior of the inner cylinder 26. Preferably, the tip of the cover 27 is arranged at a distance from the lower end of the combustion zone 20, the distance being approximately 0.5 to 1.5 times the

Länge Ln der Nachkalzinierungszone 9 entspricht. Es ist ebenfalls denkbar, dass dieLength Ln of the post-calcination zone 9. It is also conceivable that the

Spitze der Abdeckung 28 auf der Höhe des unteren Endes der Brennzone 20 angeordnet ist.Tip of the cover 28 is arranged at the level of the lower end of the combustion zone 20.

Die Abdeckung 27 weist beispielhaft eine Mehrzahl von Kühlungskanälen 7 auf, die sich entlang der Wand der Abdeckung erstrecken und der Leitung von Kühlfluid, vorzugsweiseThe cover 27 has, for example, a plurality of cooling channels 7 which extend along the wall of the cover and are used to conduct cooling fluid, preferably

Kühlluft, dienen. Vorzugsweise ist die Abdeckung 27 zumindest teilweise aus einem feuerfesten Material ausgebildet.Cooling air. Preferably, the cover 27 is at least partially made of a fireproof material.

Fig. 4a zeigt einen Querschnitt durch einen Schacht 2 in der Schnittebene A-A gemäßFig. 4a shows a cross section through a shaft 2 in the section plane A-A according to

Fig. 3a, die sich auf der Höhe des Verbindungskanals 19 und dem Ringkanal 18 befindet.Fig. 3a, which is located at the level of the connecting channel 19 and the annular channel 18.

Der Ringkanal weist einen vorzugsweise konstanten Innendurchmesser D5 auf.The ring channel preferably has a constant inner diameter D5.

Fig. 4b zeigt einen Querschnitt durch einen Schacht 2 in der Schnittebene B-B gemäßFig. 4b shows a cross section through a shaft 2 in the section plane B-B according to

Fig. 3a. Vorzugsweise ist die Abdeckung 27, insbesondere der zweite Bereich 28 über radiale Stege 33 am dem Innenzylinder 26 angebracht. Beispielhaft weist dieFig. 3a. Preferably, the cover 27, in particular the second region 28, is attached to the inner cylinder 26 via radial webs 33. For example, the

Kühlgasabzugseinrichtung 17 vier Stege 33 auf, die insbesondere gleichmäßig zueinander umfangsmäßig beabstandet angeordnet sind. Die Kühlungskanäle 7 erstrecken sich beispielhaft zusätzlich durch die Stege 33.Cooling gas extraction device 17 has four webs 33, which are arranged in particular at a uniform distance from one another on the circumference. The cooling channels 7 also extend, for example, through the webs 33.

Die Kühlgasabzugseinrichtung 17 umfasst vorzugsweise eine Mehrzahl von innerhalb derThe cooling gas extraction device 17 preferably comprises a plurality of

Kühlzone 22 angeordneter Stützelemente 38 gemäß Fig. 1 und 2. Die Stützelemente 38 erstrecken sich beispielhaft von dem Boden der Kühlzone 22, insbesondere von derCooling zone 22 arranged support elements 38 according to Fig. 1 and 2. The support elements 38 extend for example from the bottom of the cooling zone 22, in particular from the

Austragseinrichtung 41 zu der Abdeckung 27, wobei sich die Abdeckung 27 insbesondere auf den Stützelementen 38 abstützt. Fig. 4c zeigt einen Querschnitt durch einen Schacht 2 in der Schnittebene C-C gemäß Fig. 3a, wobei in demDischarge device 41 to the cover 27, wherein the cover 27 is supported in particular on the support elements 38. Fig. 4c shows a cross section through a shaft 2 in the section plane C-C according to Fig. 3a, wherein in the

Ausführungsbeispiel vier Stützelemente 38 angeordnet sind, die vorzugsweise inembodiment, four support elements 38 are arranged, which are preferably in

Umfangsrichtung gleichmäßig zueinander beabstandet angeordnet sind und jeweils optional zumindest einen Kühlungskanal 7 zur Leitung von Kühlgas durch dieCircumferential direction are arranged evenly spaced from each other and each optionally has at least one cooling channel 7 for conducting cooling gas through the

Stützelemente 38 aufweisen. Die Stützelemente 38 sind vorzugsweise alle identisch ausgebildet. Insbesondere weisen die Stützelemente 38 einen Außendurchmesser auf, der sich in Strömungsrichtung des Materials vergrößert.Support elements 38. The support elements 38 are preferably all identical. In particular, the support elements 38 have an outer diameter that increases in the flow direction of the material.

Der Kühlgaseinlass 30 ist vorzugsweise oberhalb des Kühlgasauslasses 29 in derThe cooling gas inlet 30 is preferably above the cooling gas outlet 29 in the

Kühlzone 22 angeordnet. Das Kühlgas strömt im Betrieb des GGR-Schachtofens 1 von unten nach oben durch die Kühlzone 22 und in den Kühlgaseinlass 30 in denCooling zone 22. During operation of the PFR shaft furnace 1, the cooling gas flows from bottom to top through the cooling zone 22 and into the cooling gas inlet 30 in the

Innenzylinder 26 der Kühlgasabzugseinrichtung 17. Vorzugsweise strömt das gesamte in die Kühlzone 22 eingeleitete Kühlgas durch den Kühlgaseinlass 30 in dieInner cylinder 26 of the cooling gas extraction device 17. Preferably, all of the cooling gas introduced into the cooling zone 22 flows through the cooling gas inlet 30 into the

Kühlgasabzugseinrichtung 17, sodass kein Kühlgas in die Nachkalzinierungszone 9 und in die Brennzone 20 gelangt. Der Kühlluftauslass 29 des Innenzylinders 26 ist vorzugsweise unterhalb der Kühlzone 22 angeordnet. Das Kühlgas strömt insbesondere von dem Kühlgaseinlass 30 in dem Innenzylinder 26 nach unten zu dem Kühlgasauslass 29.Cooling gas extraction device 17, so that no cooling gas enters the post-calcination zone 9 and the combustion zone 20. The cooling air outlet 29 of the inner cylinder 26 is preferably arranged below the cooling zone 22. The cooling gas flows in particular from the cooling gas inlet 30 in the inner cylinder 26 downwards to the cooling gas outlet 29.

Die Nachkalzinierungszone 9, die Gastrennzone 14 und die Kühlzone 22 sind vorzugsweise als Ringräume um die Kühlgasabzugseinrichtung 17 ausgebildet, wobei die Ringräume jeweils einen Außendurchmesser und einen Innendurchmesser aufweisen.The post-calcination zone 9, the gas separation zone 14 and the cooling zone 22 are preferably designed as annular spaces around the cooling gas discharge device 17, wherein the annular spaces each have an outer diameter and an inner diameter.

Die Nachkalzinierungszone 9 ist vorzugsweise zwischen der Abdeckung 27 derThe post-calcination zone 9 is preferably located between the cover 27 of the

Kühlgasabzugseinrichtung 17 und der Schachtwand 31 ausgebildet. Insbesondere ist dieCooling gas extraction device 17 and the shaft wall 31. In particular, the

Nachkalzinierungszone 9 ausschließlich zwischen dem oberen Bereich 28 derPost-calcination zone 9 exclusively between the upper area 28 of the

Abdeckung 27 und der Schachtwand 31 ausgebildet. Die Nachkalzinierungszone 9 weist vorzugsweise in Strömungsrichtung des Materials eine Länge Ln auf, wobei die Kühlzone 22 einen Außendurchmesser D1 aufweist und wobei das Verhältnis aus der Länge Ln derCover 27 and the shaft wall 31. The post-calcination zone 9 preferably has a length Ln in the flow direction of the material, the cooling zone 22 having an outer diameter D1 and the ratio of the length Ln of the

Nachkalzinierungszone 9 und dem Außendurchmesser D1 der Kühlzone 22 (Ln/D1) etwa 0,4 bis 0,8, insbesondere 0,5 bis 0,6 entspricht. Der Ringkanal 18 weist vorzugsweise einen Außendurchmesser D5 auf, wobei das Verhältnis aus der Länge Ln derPost-calcination zone 9 and the outside diameter D1 of the cooling zone 22 (Ln/D1) is approximately 0.4 to 0.8, in particular 0.5 to 0.6. The annular channel 18 preferably has an outside diameter D5, the ratio of the length Ln of the

Nachkalzinierungszone 9 und dem Außendurchmesser D5 des Ringkanals 18 (Ln/D5) etwa 0,3 bis 0,7, vorzugsweise 0,4 bis 0,6, insbesondere 0,5 entspricht.Post-calcination zone 9 and the outer diameter D5 of the annular channel 18 (Ln/D5) corresponds to approximately 0.3 to 0.7, preferably 0.4 to 0.6, in particular 0.5.

In der Nachkalzinierungszone 9 wird vorzugsweise eine Gastemperatur von 900°C bis 1100°C, insbesondere 850°C bis 1000°C und/ oder ein CO2-Gehalt von mindestens 90%, insbesondere mindestens 98% eingestellt. Bei dieser Temperatur wird das in derIn the post-calcination zone 9, a gas temperature of 900°C to 1100°C, in particular 850°C to 1000°C and/or a CO2 content of at least 90%, in particular at least 98%, is preferably set. At this temperature, the

Brennzone 20 nicht vollständig kalzinierte Brenngut nachkalziniert, sodass selbst bei einer sehr CO2-reichen Gasdurchströmung das Brenngut nachkalziniert wird und keine oder nur eine vernachlässigbare Rekarbonisierung erfolgt und somit eine guteIn combustion zone 20, the fuel that has not been completely calcined is recalcined, so that even with a very CO2-rich gas flow, the fuel is recalcined and no or only negligible recarbonization takes place, thus ensuring good

Kalkqualität erzeugt wird. Die Nachkalzinierungszone 9 ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass das Brenngas insbesondere in einem Winkel von 90° bis 180°, vorzugswiese 120° bis 150° umgelenkt wird.Lime quality is produced. The post-calcination zone 9 is preferably designed such that the fuel gas is deflected in particular at an angle of 90° to 180°, preferably 120° to 150°.

Die Schachtwand 31 weist in der Nachkalzinierungszone vorzugsweise einen Winkel W1 zur Vertikalen von 0° bis 30°, insbesondere 5° bis 20°, vorzugsweise 10° auf. Der zweite, kegelförmige Bereich 28 der Abdeckung 27 weist vorzugsweise einen Kegelwinkel W2 zur Vertikalen von 15° bis 50°, insbesondere 25° bis 35°, vorzugsweise 28° auf.In the post-calcination zone, the shaft wall 31 preferably has an angle W1 to the vertical of 0° to 30°, in particular 5° to 20°, preferably 10°. The second, conical region 28 of the cover 27 preferably has a cone angle W2 to the vertical of 15° to 50°, in particular 25° to 35°, preferably 28°.

Die Gastrennzone 14 weist vorzugsweis eine sich in Strömungsrichtung des Materials erstreckende Länge Lg auf. Insbesondere ist das Verhältnis des Innendurchmessers D2 der Gastrennzone 14 zu dem AuBendurchmesser der Kühlzone D1 etwa (D2/D1) 0.4 bis 0.9, vorzugsweise 0,5 bis 0,8, insbesondere 0,7. Der AuBendurchmesser derThe gas separation zone 14 preferably has a length Lg extending in the flow direction of the material. In particular, the ratio of the inner diameter D2 of the gas separation zone 14 to the outer diameter of the cooling zone D1 is approximately (D2/D1) 0.4 to 0.9, preferably 0.5 to 0.8, in particular 0.7. The outer diameter of the

Gastrennzone entspricht vorzugsweise dem AuBendurchmesser D1 der Kühlzone 22.Gas separation zone preferably corresponds to the outer diameter D1 of the cooling zone 22.

Insbesondere ist das Verhältnis des der Länge Lg der Gastrennzone 14 zu demIn particular, the ratio of the length Lg of the gas separation zone 14 to the

AuBendurchmesser D1 der Kühlzone 22 0 bis 1, vorzugswiese 0.3.Outside diameter D1 of the cooling zone 22 0 to 1, preferably 0.3.

Die Kühlzone 22 weist beispielsweise einen AulBendurchmesser auf, der sich inThe cooling zone 22 has, for example, an outer diameter which is

Strômungsrichtung des Materials, insbesondere bis zum Materialaustrag erhöht.Flow direction of the material, especially up to the material discharge, increased.

Vorzugsweise weist die Kühlzone 22 an ihrem oberen Ende einen AuBendurchmesserPreferably, the cooling zone 22 has an outer diameter at its upper end

D1 und an dem unteren Ende einen Außendurchmesser D6 auf, wobei das Verhältnis zwischen dem unteren und dem oberen Außendurchmesser D6/D1 etwa 0,8 bis 1,2, vorzugsweise 1,05 beträgt. Dieses Verhältnis sorgt dafür, dass das Material in derD1 and an outer diameter D6 at the lower end, the ratio between the lower and upper outer diameter D6/D1 being approximately 0.8 to 1.2, preferably 1.05. This ratio ensures that the material in the

Kühlzone 22 schwerkraftbedingt gut und gleichmäßig absinken und von denCooling zone 22 due to gravity well and evenly sink and from the

Austragseinrichtung 41 gut ausgetragen werden kann. Die Kühlzone 22 weist beispielsweise einen Innendurchmesser auf, der sich in Strömungsrichtung desThe cooling zone 22 has, for example, an inner diameter which extends in the flow direction of the

Materials, insbesondere bis zum Materialaustrag hin erhöht. Vorzugsweise weist diematerial, especially up to the material discharge. Preferably, the

Kühlzone 22 an ihrem oberen Ende einen Innendurchmesser D4 und an dem unterenCooling zone 22 has an inner diameter D4 at its upper end and at the lower

Ende einen Innendurchmesser D7 auf, wobei das Verhältnis zwischen dem unteren und dem oberen Innendurchmesser D7/D4 etwa 1 bis 4, vorzugsweise 2 bis 3, beträgt. Auch dieses Verhältnis sorgt für ein gleichmäBiges Absinken des Materials in der Kühlzone 22.End has an inner diameter D7, the ratio between the lower and the upper inner diameter D7/D4 being approximately 1 to 4, preferably 2 to 3. This ratio also ensures that the material sinks evenly in the cooling zone 22.

Vorzugsweise wird das Kühlgas mit einer Temperatur von 900°C bis 650°C, insbesondere 700°C bis 750°C, vorzugsweise 725°C über die Kühlgasabzugseinrichtung 17 aus der Kühlzone 22 abgeführt. Insbesondere weist der GGR-Schachtofen 1 einenPreferably, the cooling gas is discharged from the cooling zone 22 via the cooling gas discharge device 17 at a temperature of 900°C to 650°C, in particular 700°C to 750°C, preferably 725°C. In particular, the GGR shaft furnace 1 has a

Wärmetauscher auf, der mit der Kühlgasabzugseinrichtung 17 zur Zufuhr des abgezogenen Kühlgases verbunden ist. Dadurch wird die Anhaftung von Staub an denHeat exchanger which is connected to the cooling gas extraction device 17 for supplying the extracted cooling gas. This prevents dust from adhering to the

Innenwänden der Kühlgasabzugseinrichtung 17 sowie an dem nachgeschaltetenInner walls of the cooling gas extraction device 17 and on the downstream

Wärmetauscher verhindert. Vorzugsweise wird das Kühlgas dem Wärmetauscher bei einer Temperatur von weniger als 750°C zugeführt, was einen kostengünstigen Betrieb des Wärmetauschers ermöglicht. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die Länge Lk der Kühlzone 22 bei Zufuhr einer erhöhten Kühlluftmenge geringer und somit kostengünstiger ausgeführt werden kann.Heat exchanger is prevented. Preferably, the cooling gas is supplied to the heat exchanger at a temperature of less than 750°C, which enables cost-effective operation of the heat exchanger. A further advantage is that the length Lk of the cooling zone 22 can be made smaller and thus more cost-effective when an increased amount of cooling air is supplied.

Der mit dem vorangehend beschriebenen GGR-Schachtofen 1 der Fig. 1 bis 4 hergestellte Kalk weist eine hohe Reaktivität auf, wobei gleichzeitig Prozessgas mit einem CO2-Gehalt von mehr als 90% bezogen auf trockenes Gas hergestellt wird. Bei einem solchen Prozessabgas ist es mit geringerem Aufwand möglich, dieses zu verflüssigen und zu sequestrieren. Beispielsweise wird das verflüssigte Prozessabgas weiteren Verfahrensschritten zugeführt oder gelagert. Alternativ kann mit dem vorangehend beschriebenen GGR-Schachtofen auch Abgas mit weniger CO2-Gehalt, beispielsweise 45% für die Sodaherstellung oder 35% für die Zuckerherstellung oder 30% für die Herstellung von gefälltem Kalziumkarbonat, erzeugt werden.The lime produced with the previously described GGR shaft furnace 1 of Fig. 1 to 4 has a high reactivity, and at the same time process gas with a CO2 content of more than 90% based on dry gas is produced. With such a process exhaust gas, it is possible to liquefy and sequester it with less effort. For example, the liquefied process exhaust gas is fed to further process steps or stored. Alternatively, the previously described GGR shaft furnace can also be used to produce exhaust gas with a lower CO2 content, for example 45% for soda production or 35% for sugar production or 30% for the production of precipitated calcium carbonate.

Fig. 5 zeigt eine schematische Darstellung des GGR-Schachtofens 1 der Figuren 1 bis 3, wobei die Verläufe der Gasströme innerhalb des GGR-Schachtofens dargestellt sind.Fig. 5 shows a schematic representation of the GGR shaft furnace 1 of Figures 1 to 3, showing the courses of the gas flows within the GGR shaft furnace.

Beispielhaft wird der linke Schacht als Brennschacht und der rechte Schacht alsFor example, the left shaft is used as a combustion shaft and the right shaft as

Regenerativschacht betrieben. Fig. 5 zeigt, dass in der Nachkalzinierungszone 9 eineRegenerative shaft. Fig. 5 shows that in the post-calcination zone 9 a

Umlenkung des Gasstroms erfolgt.The gas flow is redirected.

Bezugszeichenliste 1 GGR-Schachtofen 2 Schacht 3 Materialeinlass / Schleuse 4 Verbrennungsgasleitung 6 Abgasauslass 7 Kühlungskanäle 8 feuerfeste Verkleidung 9 Nachkalzinierungszone 10 Brennerlanzen 11 Kühlgasabzugsleitung 12 Verbrennungsgaseinlass 14 GastrennzoneList of reference symbols 1 GGR shaft furnace 2 Shaft 3 Material inlet / lock 4 Combustion gas line 6 Exhaust gas outlet 7 Cooling channels 8 Refractory lining 9 Post-calcination zone 10 Burner lances 11 Cooling gas discharge line 12 Combustion gas inlet 14 Gas separation zone

Kühlluftkanal 15 16 erster Bereich der Abdeckung 17 Kühlgasabzugseinrichtung 18 Ringkanal / materialfreier Raum 19 VerbindungskanalCooling air duct 15 16 First area of the cover 17 Cooling gas extraction device 18 Ring duct / material-free space 19 Connecting duct

Brennzone 20 21 Vorwärmzone 22 Kühlzone 23 Kühlgaseinleitung 24 weiterer Verbindungskanal der KühlzonenBurning zone 20 21 Preheating zone 22 Cooling zone 23 Cooling gas inlet 24 Additional connecting channel of the cooling zones

Auslasstrichter 25 26 Innenzylinder 27 Abdeckung 28 zweiter Bereich der Abdeckung 29 KühlgasauslassOutlet funnel 25 26 Inner cylinder 27 Cover 28 Second area of the cover 29 Cooling gas outlet

Kühlgaseinlass 30 31 Schachtwand 32 Kühleinrichtung 33 Stege 38 Stützelemente 40 Materialauslass / Schleuse 41 AustragseinrichtungCooling gas inlet 30 31 Shaft wall 32 Cooling device 33 Webs 38 Support elements 40 Material outlet / lock 41 Discharge device

Ln Länge der NachkalzinierungszoneLn Length of the post-calcination zone

Lg Länge der GastrennzoneLg Length of gas separation zone

Lk Länge der KühlzoneLk Length of cooling zone

D1 Außendurchmesser der Kühlzone, oberes EndeD1 Outside diameter of the cooling zone, upper end

D2 Innendurchmesser der GastrennzoneD2 Inner diameter of the gas separation zone

D3 Außendurchmesser des KühlluftkanalsD3 Outside diameter of the cooling air duct

D4 Innendurchmesser der Kühlzone, oberes EndeD4 Inner diameter of the cooling zone, upper end

D5 AuBendurchmesser des RingkanalsD5 Outer diameter of the ring channel

D6 Aufl&endurchmesser der Kühlzone, unteres EndeD6 Cooling zone opening diameter, lower end

D7 Innendurchmesser der Kühlzone, unteres EndeD7 Inner diameter of the cooling zone, lower end

Claims

Patent claims

1. Cocurrent countercurrent regenerative shaft furnace (1) for burning and cooling material, such as carbonate rocks, with two shafts (2) which can be operated alternately as a burning shaft and as a regenerative shaft and are connected to one another by means of a connecting channel (2), wherein each shaft (2) has, in the flow direction of the material, a preheating zone (21) for preheating the material, a burning zone (20) for burning the material and a cooling zone (22) for cooling the material, and wherein the cooling zone (22) has a cooling gas inlet (23) for admitting cooling gas into the cooling zone (22) and a cooling gas extraction device (17) for removing cooling gas from the shaft (2). characterized in that a post-calcination zone (9) is formed behind the combustion zone (20) in the flow direction of the material, which post-calcination zone is designed and arranged such that it post-calcines the material emerging from the combustion zone (20) at a gas temperature of 800°C to 1100°C, in particular 900°C to 1000°C, preferably about 850°C to 950°C.

2. Cocurrent countercurrent regenerative shaft furnace (1) according to claim 1, wherein the post-calcination zone (9) is at least partially formed as an annular space between the cooling gas discharge device (17) and the shaft wall (31).

3. Cocurrent countercurrent regenerative shaft furnace (1) according to one of the preceding claims, wherein a gas separation zone (14) for separating the cooling gas and the fuel gas is formed between the post-calcination zone (9) and the cooling zone (22).

4. Cocurrent countercurrent regenerative shaft furnace (1) according to one of the preceding claims, wherein the post-calcination zone (9) is a

Flow direction of the material extending length (Ln), wherein the cooling zone (22) is designed as an annular space around the cooling gas discharge device (17) and has an outer diameter (D1) and wherein the ratio of the length (Ln) of the post-calcination zone (9) and the outer diameter (D1) of the cooling zone (Ln/D1) corresponds to approximately 0.4 to 0.8, in particular 0.5 to 0.7, preferably 0.6.

5. Cocurrent countercurrent regenerative shaft furnace (1) according to one of the preceding claims, wherein the post-calcination zone (9) has a length (Ln) extending in the flow direction of the material and wherein the flow passage (18) is designed as a material-free annular space and has an outer diameter (D5) and wherein the ratio of the length (Ln) of the post-calcination zone (9) and the outer diameter (D5) of the flow passage (18) (Ln/D5) corresponds to approximately 0.3 to 0.7, preferably 0.4 to 0.6, in particular 0.5.

6. Cocurrent countercurrent regenerative shaft furnace (1) according to one of the preceding claims, wherein the post-calcination zone (9) has an outer diameter which decreases at an angle W1 to the vertical of 0° to 30°, in particular 5° to 20°, preferably 10° in the flow direction of the material and/or wherein the post-calcination zone (9) has an inner diameter which decreases at an angle W2 to the vertical of 15° to 50°, in particular 25° to 35°, preferably 28° in the flow direction of the material.

7. Cocurrent countercurrent regenerative shaft furnace (1) according to one of the preceding claims, wherein the cooling gas extraction device (17) has an inner cylinder (26) arranged within the cooling zone (22) with a cooling gas inlet (30) and a cover (27), wherein the cover (27) is arranged in front of the cooling gas inlet (30) in the flow direction of the material.

8. Co-current countercurrent regenerative shaft furnace (1) according to one of the preceding claims, wherein the cooling gas extraction device (17) comprises a

Particle separation device for separating material particles from the cooling gas stream.

9. Cocurrent countercurrent regenerative shaft furnace (1) according to claim 7 and 8, wherein the particle separation device is designed as a cooling air channel (15) between the cover (27) and the inner cylinder (26), which opens into the cooling gas inlet (30).

10. Direct current countercurrent regenerative shaft furnace (1) according to claim 9, wherein the cooling air channel (15) is designed such that the cooling air is deflected at an angle of 90° to 200°, in particular 120° to 180°.

11. Cocurrent countercurrent regenerative shaft furnace (1) according to one of the preceding claims, wherein the cooling gas extraction device (17) is connected to a heat exchanger (43) for heating the exhaust gas.

12. Method for burning material, such as carbonate rocks, in a cocurrent countercurrent regenerative shaft furnace (1) with two shafts (2) which are operated alternately as a burning shaft and as a regenerative shaft and are connected to one another by means of a connecting channel (19), wherein the material flows through a material inlet (3) into a preheating zone (21) for preheating the material, a burning zone (20) for burning the material and a cooling zone (22) for cooling the material to a material outlet (40), wherein a cooling gas is admitted into the cooling zone and wherein the cooling gas heated in the cooling zone (22) is discharged from the cooling zone (22) of the shaft (2) via a cooling gas discharge device (17), and wherein each shaft (2) is connected to the connecting channel (19) by means of gas technology, characterized in that the material emerging from the burning zone (20) is in a Post-calcination zone (9) in the flow direction of the material behind the combustion zone (20) at a

Gas temperature of 800°C to 1100°C, in particular 900°C to 1000°C, preferably about 850°C to 950°C.

13. The method according to claim 12, wherein the cooling air is introduced into the cooling gas extraction device (17) at a temperature of less than 900°C, in particular 700°C to 850°C, preferably 725°C to 800°C.

14. The method according to claim 12 or 13, wherein in the post-calcination zone (9) a cooling gas proportion of 0.5% to 10%, in particular 1% to 8%, preferably 2% to 6%, is set.

15. Process according to one of claims 12 to 14, wherein in the post-calcination zone (9) the fuel gas is deflected at an angle of 90° to 180°, preferably 120° to 150°.

16. The method according to claim 5, wherein the cooling gas discharged from the cooling zone (22) is fed to a heat exchanger (43) for heating the exhaust gas.