[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

DE102017202325A1 - Process and device for the treatment of ash - Google Patents

Process and device for the treatment of ash Download PDF

Info

Publication number
DE102017202325A1
DE102017202325A1 DE102017202325.2A DE102017202325A DE102017202325A1 DE 102017202325 A1 DE102017202325 A1 DE 102017202325A1 DE 102017202325 A DE102017202325 A DE 102017202325A DE 102017202325 A1 DE102017202325 A1 DE 102017202325A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
ash
cement
thermal treatment
plant
industry
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102017202325.2A
Other languages
German (de)
Inventor
Georg Locher
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ThyssenKrupp AG
ThyssenKrupp Industrial Solutions AG
Original Assignee
ThyssenKrupp AG
ThyssenKrupp Industrial Solutions AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ThyssenKrupp AG, ThyssenKrupp Industrial Solutions AG filed Critical ThyssenKrupp AG
Priority to DE102017202325.2A priority Critical patent/DE102017202325A1/en
Publication of DE102017202325A1 publication Critical patent/DE102017202325A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B7/00Hydraulic cements
    • C04B7/24Cements from oil shales, residues or waste other than slag
    • C04B7/26Cements from oil shales, residues or waste other than slag from raw materials containing flue dust, i.e. fly ash
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B09DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09BDISPOSAL OF SOLID WASTE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B09B3/00Destroying solid waste or transforming solid waste into something useful or harmless
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B09DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09BDISPOSAL OF SOLID WASTE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B09B3/00Destroying solid waste or transforming solid waste into something useful or harmless
    • B09B3/40Destroying solid waste or transforming solid waste into something useful or harmless involving thermal treatment, e.g. evaporation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B18/00Use of agglomerated or waste materials or refuse as fillers for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of agglomerated or waste materials or refuse, specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B18/04Waste materials; Refuse
    • C04B18/06Combustion residues, e.g. purification products of smoke, fumes or exhaust gases
    • C04B18/08Flue dust, i.e. fly ash
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B09DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09BDISPOSAL OF SOLID WASTE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B09B2101/00Type of solid waste
    • B09B2101/30Incineration ashes
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P40/00Technologies relating to the processing of minerals
    • Y02P40/10Production of cement, e.g. improving or optimising the production methods; Cement grinding
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/91Use of waste materials as fillers for mortars or concrete

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufbereitung von Asche (24), insbesondere Flugasche, zur Verwendung als ein Zement- oder Baustoffzusatzstoff, wobei Asche (24) mit einem Glasgehalt von weniger als 80%, vorzugsweise weniger als 70%, höchstvorzugshalber weniger als 60%, thermisch behandelt wird, sodass der Glasgehalt erhöht wird, wobei die thermische Behandlung zumindest teilweise mit der Abwärme thermischen Aggregats der Schwerindustrie, wie beispielsweise der Eisen- und Stahlerzeugungsindustrie, der Grundstoffindustrie, der Zementindustrie und/oder der Kalk- oder Mineralindustrie erfolgt.Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Anlage zur Aufbereitung von Asche, insbesondere Flugasche, zur Verwendung als Zementzusatzstoff, wobei die Anlage eine Einrichtung (22) zur thermischen Behandlung von Asche (24), insbesondere Flugasche, mit einem Glasgehalt von weniger als 80%, vorzugsweise weniger als 70%, höchstvorzugshalber weniger als 60%, aufweist, die derart ausgebildet ist, dass sie den Glasgehalt der Asche (24) erhöht, wobei die Einrichtung (22) zur thermischen Behandlung von Asche (24) derart mit einem thermischen Aggregat der Schwerindustrie, wie beispielsweise der Eisen- und Stahlerzeugungsindustrie, der Grundstoffindustrie, der Zementindustrie und/oder der Kalk- oder Mineralindustrie in Verbindung steht, dass deren Abwärme der Einrichtung (22) zugeführt wird.The present invention relates to a process for the treatment of ash (24), in particular fly ash, for use as a cement or building material additive, with ashes (24) having a glass content of less than 80%, preferably less than 70%, most preferably less than 60% %, is thermally treated so that the glass content is increased, the thermal treatment takes place at least partially with the waste heat thermal aggregate of heavy industry, such as the iron and steel industry, the basic industries, the cement industry and / or the lime or mineral industry Furthermore, the invention relates to a plant for the treatment of ash, in particular fly ash, for use as a cement additive, wherein the plant comprises means (22) for the thermal treatment of ash (24), in particular fly ash, having a glass content of less than 80%, preferably less than 70%, most preferably less than 60% is that it increases the glass content of the ash (24), wherein the means (22) for the thermal treatment of ash (24) so with a thermal aggregate of heavy industry, such as the iron and steel industry, the basic industries, the cement industry and / or the lime or mineral industry is in communication that their waste heat of the device (22) is supplied.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Aufbereitung von Asche, insbesondere Flugasche.The invention relates to a method and a device for the treatment of ash, in particular fly ash.

Bei der Zementherstellung werden üblicherweise große Mengen an CO2 erzeugt, die hauptsächlich bei der Verarbeitung von Rohmehl zu Klinker anfallen. Um den CO2-Ausstoß von Zementwerken zu reduzieren, ist es daher seit einigen Jahren bekannt, den Klinkerfaktor zu reduzieren und einen Teil des Klinkers durch latent hydraulische Stoffe wie Hüttensand, puzzolanische Stoffe wie Flugasche, gebrannter Ölschiefer oder natürliche Puzzolane beziehungsweise Kalkstein zu ersetzen. Bei der weltweit steigenden Produktion von Zement wird der Bedarf an Klinkersubstituten zukünftig weiter steigen.Cement production usually produces large amounts of CO2, which are mainly produced when processing raw meal into clinker. In order to reduce the CO2 emissions of cement plants, it has been known for some years to reduce the clinker factor and replace part of the clinker with latent hydraulic substances such as granulated blastfurnace, pozzolanic substances such as fly ash, burnt oil shale or natural pozzolans or limestone. As cement production increases worldwide, demand for clinker substitutes will continue to rise in the future.

Um als Klinkersubstitut die Eigenschaften des Zements zu verbessern, ist die puzzolanische Reaktivität des Klinkersubstituts entscheidend, die im Wesentlichen von dem Glasgehalt abhängig ist. Flugasche fällt beispielsweise bei der Verbrennung von Kohle in Kraftwerken an. Dabei wird die staubfein gemahlene Kohle in den Feuerraum des Kraftwerks eingeblasen und die Asche als glasig erstarrte Gesteinsschmelze aus dem Feuerraum ausgeschieden.In order to improve the properties of the cement as a clinker substitute, the pozzolanic reactivity of the clinker substitute is crucial, which depends essentially on the glass content. Fly ash, for example, is generated when burning coal in power plants. The pulverized coal is blown into the combustion chamber of the power plant and the ash is removed from the furnace as glassy solidified molten rock.

Die aktuellen Bestrebungen der Kraftwerksbetreiber, einen besseren Wirkungsgrad des Kraftwerks zu erreichen und somit auch die Temperaturen in dem Feuerraum zu reduzieren, führen dazu, dass der Glasgehalt der Asche reduziert wird und diese daher nicht mehr für den Einsatz als Zementklinkersubstitut in der Zementherstellung geeignet ist. Die Aufbereitung der Flugasche für den Einsatz in der Zementindustrie ist aus zahlreichen Veröffentlichungen in einschlägigen Fachzeitschriften bekannt. Hierbei wird die Flugasche vorzugsweise chemisch aktiviert, sodass die Konzentration von Alkalihydroxid- oder Alkalimetallsilicatlösungen erhöht wird. Diese Art der Aufbereitung der Flugasche ist allerdings sehr aufwendig und kostenintensiv. Ein Verfahren zur Aktivierung von Flugasche ist außerdem beispielsweise aus der DE 11 2013 004 933 T5 bekannt.The current efforts of the power plant operators to achieve a better efficiency of the power plant and thus also to reduce the temperatures in the furnace, resulting in that the glass content of the ash is reduced and therefore no longer suitable for use as a cement clinker substitute in cement production. The processing of fly ash for use in the cement industry is known from numerous publications in relevant journals. Here, the fly ash is preferably chemically activated, so that the concentration of alkali metal or alkali metal silicate solutions is increased. However, this type of treatment of the fly ash is very expensive and expensive. A method for activating fly ash is also for example from the DE 11 2013 004 933 T5 known.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein einfaches und kostengünstiges Verfahren und eine Anlage zur Aufbereitung von Flugasche anzugeben, wobei die Flugasche nach der Aufbereitung für den Einsatz in der Zementindustrie geeignet ist.The object of the present invention is therefore to provide a simple and cost-effective method and a plant for the treatment of fly ash, the fly ash after treatment being suitable for use in the cement industry.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des unabhängigen Verfahrensanspruchs 1 und eine Anlage mit den Merkmalen des unabhängigen Vorrichtungsanspruchs 8 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.This object is achieved by a method having the features of the independent method claim 1 and a system having the features of the independent apparatus claim 8. Advantageous developments emerge from the dependent claims.

Ein Verfahren zur Aufbereitung von Asche, insbesondere Flugasche zur Verwendung als ein Zementzusatzstoff oder Bauzusatzstoff umfasst nach einem ersten Aspekt zumindest die Schritte, dass Asche mit einem Glasgehalt von weniger als etwa 80%, vorzugsweise weniger als 70%, höchstvorzugshalber weniger als 60%, thermisch behandelt wird, sodass der Glasgehalt der Asche erhöht wird, wobei die thermische Behandlung zumindest teilweise mit der Abwärme eines thermischen Aggregats der Schwerindustrie, wie beispielsweise der Eisen- und Stahlerzeugungsindustrie, der Grundstoffindustrie, der Zementindustrie und/ oder der Kalk- oder Mineralindustrie und/oder durch wenigstens einen Wärmeerzeuger erfolgt.A method of treating ash, especially fly ash, for use as a cement additive or building additive in a first aspect comprises at least the steps of thermally rendering ashes having a glass content of less than about 80%, preferably less than 70%, most preferably less than 60% is treated so that the glass content of the ashes is increased, wherein the thermal treatment at least partially with the waste heat of a thermal aggregate of heavy industry, such as the iron and steel industry, the basic industries, the cement industry and / or the lime or mineral industry and / or takes place by at least one heat generator.

Bei der Asche handelt es sich beispielsweise um Flugasche, die bei der Verbrennung von Kohle in einem Kohlekraftwerk erzeugt wird. Unter Flugasche ist ein feinkörniger alumosilikatischer bzw. quarzhaltiger Stoff zu verstehen, der eine Korngröße von etwa 1 µm bis 1 mm aufweist und insbesondere mittels eines Gasstroms transportierbar ist. Bei der Verfeuerung von Kohle in einem Kraftwerk, wird die Flugasche mit dem Rauchgas aus dem Kraftwerk ausgetragen und beispielsweise in einem Elektrofilter aus dem Rauchgas abgeschieden. Die Flugasche weist vor der thermischen Behandlung insbesondere einen Glasgehalt von mindestens 20-80%, vorzugsweise 30-70%, höchstvorzugshalber 40-60% auf.The ash, for example, is fly ash that is produced when burning coal in a coal-fired power plant. Fly ash is to be understood as meaning a fine-grained aluminosilicate or quartz-containing substance which has a particle size of about 1 μm to 1 mm and in particular can be transported by means of a gas stream. When burning coal in a power plant, the fly ash is discharged with the flue gas from the power plant and separated, for example in an electric filter from the flue gas. The fly ash prior to the thermal treatment, in particular a glass content of at least 20-80%, preferably 30-70%, most preferably 40-60%.

Unter der Abwärme eines thermischen Aggregats der Schwerindustrie, wie beispielsweise der Eisen- und Stahlerzeugungsindustrie, der Grundstoffindustrie, der Zementindustrie und/oder der Kalk- oder Mineralindustrie ist die, das thermische Aggregat, wie beispielsweise einen Hochofen, einen Drehrohrofen oder sonstige Feuerungsanlagen, verlassende Abluft oder ein von diesen Aggregaten abgezweigter Wärmestrom zu verstehen. Diese wird beispielsweise direkt oder über Wärmetauscher zur thermischen Behandlung der Flugasche verwendet. Bei dem Wärmeerzeuger handelt es sich beispielsweise um eine Feuerungseinrichtung, wie einen Ofen, in dem die Flugasche thermisch behandelt wird.Under the waste heat of a thermal aggregate of heavy industry, such as the iron and steel industry, the basic industries, the cement industry and / or the lime or mineral industry is the, the thermal aggregate, such as a blast furnace, a rotary kiln or other combustion systems, leaving exhaust air or to understand a heat flow diverted from these aggregates. This is used, for example, directly or via heat exchangers for the thermal treatment of fly ash. The heat generator is, for example, a firing device, such as a furnace, in which the fly ash is thermally treated.

Bei dem thermischen Aggregat der Schwerindustrie handelt es sich insbesondere um einen Hochofen zur Stahlerzeugung, einen Ofen oder eine Brennkammer, einen Calzinator, einen Vorwärmer und/oder einen Kühler zur Zementherstellung, oder um thermische Behandlungsanlagen der Kalk- und/oder Mineralindustrie oder um thermische Verwertungsanlagen.The thermal aggregate of the heavy industry is in particular a blast furnace for steelmaking, an oven or a combustion chamber, a calciner, a preheater and / or a cooler for cement production, or thermal treatment plants of the lime and / or mineral industry or thermal recycling plants ,

Unter thermischen Verwertungsanlagen sind Anlagen zu verstehen, die zum Zwecke der Verwertung brennbarer Abfälle oder zum Zwecke der thermischen Behandlung von Abfällen ohne oder mit nur geringfügigem Brennwert dienen.Thermal recovery systems are plants that are used for the purpose of recycling combustible waste or for the purpose of thermal treatment of waste with little or no calorific value.

Der Glasgehalt der Asche umfasst die amorphe, glasige Struktur der Asche und ist ein Maß für die puzzolanische Reaktivität der Asche. Unter einer puzzolanischen Reaktion ist die chemische Reaktion von Calciumhydroxid und Siliziumdioxid zu Calciumsilikathydraten zu verstehen, die insbesondere eine Nachhärtung von Beton über einen Zeitraum von mehreren Jahren bewirkt. Je höher der Glasgehalt der Flugasche ist, desto höher ist auch die puzzolanische Reaktivität der Asche. Bei einem Glasgehalt von weniger als etwa 60% ist die Asche für die Verwendung in der Zement- oder Baustoffindustrie als Klinkerzusatzstoff zumindest teilweise ungeeignet. The glass content of the ash includes the amorphous, glassy structure of the ash and is a measure of the pozzolanic reactivity of the ash. A pozzolanic reaction is understood to mean the chemical reaction of calcium hydroxide and silicon dioxide to calcium silicate hydrates, which in particular causes post-curing of concrete over a period of several years. The higher the glass content of the fly ash, the higher the pozzolanic reactivity of the ash. With a glass content of less than about 60%, the ash is at least partially unsuitable for use in the cement or building materials industry as a clinker additive.

Mittels der thermischen Behandlung der Asche wird der Glasgehalt der Asche erhöht, insbesondere derart, dass die Asche für den Einsatz in der Zementindustrie geeignet ist. Die thermische Behandlung erfolgt vorzugsweise in einer Einrichtung zur thermischen Behandlung von Asche, die mit Abwärme eines Hochofens zur Erzeugung von Roheisen, wenigstens einem Aggregat aus der Stahlerzeugungsindustrie oder eines Ofens, eines Calzinators, eines Vorwärmers und/ oder eines Kühlers zur Zementherstellung, oder mit der Abwärme thermischer Behandlungsanlagen der Kalk- und/oder Baustoff und/oder Mineralindustrie oder thermischer Verwertungsanlagen gespeist wird. Die thermische Behandlung erfolgt vorzugsweise in einer zu dem Hochofen, dem Calzinator, dem Vorwärmer, dem Drehrohrofen und dem Kühler zur Zementherstellung, oder der thermischen Behandlungsanlage der Kalk- und/oder Baustoff- und/oder Mineralindustrie oder der thermischen Verwertungsanlage separaten Einrichtung.By means of the thermal treatment of the ash, the glass content of the ash is increased, in particular in such a way that the ash is suitable for use in the cement industry. The thermal treatment is preferably carried out in a device for the thermal treatment of ash, the waste heat of a blast furnace for the production of pig iron, at least one unit from the steelmaking industry or a furnace, a calciner, a preheater and / or a cooler for cement production, or with the Waste heat of thermal treatment plants of lime and / or building materials and / or mineral industries or thermal treatment plants is fed. The thermal treatment is preferably carried out in a separate to the blast furnace, the calciner, the preheater, the rotary kiln and the cooler for cement production, or the thermal treatment plant of the lime and / or building materials and / or mineral industry or the thermal treatment plant.

Eine thermische Behandlung der Asche unter zumindest teilweiser Nutzung der Abwärme eines Hochofens zur Erzeugung von Roheisen, wenigstens einem Aggregat aus der Stahlerzeugungsindustrie oder eines Ofens, eines Calzinators, eines Vorwärmers und/oder eines Kühlers zur Zementherstellung, oder der Abwärme thermischer Behandlungsanlagen der Kalk- und/oder Baustoff und/oder Mineralindustrie oder thermischer Verwertungsanlagen bietet den Vorteil einer effizienten Nutzung der Abwärme, wobei gezielt die Asche mit einem geringen Glasgehalt aufbereitet wird, sodass sie für den Einsatz in der Zement- oder Baustoffindustrie geeignet ist.A thermal treatment of the ash with at least partial use of the waste heat of a blast furnace to produce pig iron, at least one aggregate from the steelmaking industry or a furnace, a calciner, a preheater and / or a cooler for cement production, or the waste heat of thermal treatment plants of lime and / or building material and / or mineral industry or thermal recycling plants offers the advantage of efficient use of waste heat, whereby the specific ash is processed with a low glass content, so that it is suitable for use in the cement or building materials industry.

Gemäß einer ersten Ausführungsform umfasst die thermische Behandlung das Erhitzen der Asche auf eine Temperatur oberhalb der Schmelztemperatur der Asche von 850°C - 1800°C, insbesondere 900°C - 1450°C, vorzugsweise 1000°C- 1150°C. Das Erhitzen der Asche erfolgt gemäß einer weiteren Ausführungsform zumindest teilweise mittels einer Feuerungseinrichtung, die mit biogenen Stoffen und/oder Sekundärbrennstoffen und/oder fossilen Brennstoffen und/oder Gas betrieben wird. Die Feuerungseinrichtung erhitzt die Asche zusätzlich zu der Abwärme des Hochofens, Ofens, Calzinators, Vorwärmers, Kühlers oder thermischer Behandlungs- oder Verwertungsanlagen. Das Erhitzen der Asche auf eine Temperatur oberhalb der Schmelztemperatur der Asche ermöglicht das Erzeugen einer amorphen, glasigen Struktur, insbesondere durch eine auf die Erhitzung folgende rasche Abkühlung der Asche.According to a first embodiment, the thermal treatment comprises heating the ash to a temperature above the melting temperature of the ashes of 850 ° C - 1800 ° C, especially 900 ° C - 1450 ° C, preferably 1000 ° C - 1150 ° C. The ash is heated according to a further embodiment at least partially by means of a firing device which is operated with biogenic substances and / or secondary fuels and / or fossil fuels and / or gas. The firing device heats the ash in addition to the waste heat from the blast furnace, furnace, calciner, preheater, radiator, or thermal treatment or recovery facilities. The heating of the ash to a temperature above the melting temperature of the ash allows the production of an amorphous, glassy structure, in particular by a rapid cooling of the ash following the heating.

Die thermische Behandlung umfasst nach einer weiteren Ausführungsform das Kühlen der Asche im Anschluss an das Erhitzen, sodass zumindest ein Teil der Asche glasig erstarrt. Vorzugsweise wird die Asche auf eine Temperatur unterhalb von etwa 350 °C abgekühlt. Die Kühlung erfolgt beispielsweise in einem Fließbettkühler oder einem Steigrohrkühler. Bei einem Fließbettkühler handelt es sich um eine kontinuierlich beschickte, blasenbildende Wirbelschicht, die über einen Wärmeübertrager verfügt, mittels dessen die Wärme des heißen Materials abgeführt werden kann. Ein Steigrohrkühler kühlt das Material, indem das feinkörnige, heiße Material in einen kalten Gas- oder Luftstrom dispergiert wird und anschließend über einen Abscheider vom Gasstrom abgetrennt wird. Die in dem Kühlaggregat erwärmte Luft wird vorzugsweise dem vorgeschalteten Wärmeaggregat zugeführt.The thermal treatment comprises, according to a further embodiment, the cooling of the ash after the heating, so that at least a portion of the ash solidifies glassy. Preferably, the ash is cooled to a temperature below about 350 ° C. The cooling takes place for example in a fluidized bed cooler or a standpipe cooler. A fluidized-bed cooler is a continuously charged, bubbling fluidized bed which has a heat exchanger by means of which the heat of the hot material can be removed. A riser cooler cools the material by dispersing the fine-grained hot material into a cold gas or air stream and subsequently separating it from the gas stream via a separator. The heated air in the cooling unit is preferably supplied to the upstream heat unit.

Die Asche wird gemäß einer weiteren Ausführungsform im Anschluss an die thermische Behandlung gemahlen. Vorzugsweise wird die Asche, die üblicherweise nach der thermischen Behandlung in einer grobstückigen Fraktion vorliegt, zusammen mit Zementklinker gemahlen. Das Mahlen erfolgt in einer Mahleinrichtung, wie beispielsweise einer Walzenmühle, einer Kugelmühle oder einer Vertikalrollenmühle. Die Mahleinrichtung ist insbesondere der thermischen Behandlungseinrichtung, vorzugsweise dem Kühlaggregat der Asche und dem Klinkerkühler einer Zementanlage nachgeschaltet.The ashes are milled according to a further embodiment following the thermal treatment. Preferably, the ashes, which are usually present in a lumpy fraction after the thermal treatment, are milled together with cement clinker. The milling is carried out in a milling device, such as a roller mill, a ball mill or a vertical roller mill. The grinder is followed in particular by the thermal treatment device, preferably the cooling unit of the ash and the clinker cooler of a cement plant.

Die Erfindung umfasst auch ein Verfahren zur Herstellung von Zement, wobei Rohmaterial in einem Vorwärmer erwärmt und in einem Calzinator zumindest teilweise entsäuert wird und wobei das Rohmaterial im Anschluss an den Calzinator in einem Ofen, insbesondere einem Drehrohrofen zu Zementklinker gebrannt wird und in einem sich an den Ofen anschließenden Kühler abgekühlt wird, wobei Asche, insbesondere Flugasche, nach einem Verfahren wie vorangehend beschrieben, aufbereitet und anschließend dem Zementklinker zugeführt wird. Die thermische Behandlung der Asche erfolgt vorzugsweise zumindest teilweise durch die Abwärme des Calcinators, des Ofens oder des Klinkerkühlers.The invention also includes a process for the production of cement, wherein raw material is heated in a preheater and at least partially deacidified in a calciner and wherein the raw material is burned in the cement to the calciner in an oven, in particular a rotary kiln to cement clinker and in a cooling the furnace subsequent cooler, wherein ash, in particular fly ash, according to a method as described above, processed and then supplied to the cement clinker. The thermal treatment of the ash is preferably carried out at least partially by the waste heat of the calciner, the furnace or the clinker cooler.

Der Glasgehalt der Asche wird gemäß einer weiteren Ausführungsform durch die thermische Behandlung auf mindestens etwa 85%, vorzugsweise mindestens 90%, höchstvorzugshalber mehr als 95%, erhöht.The glass content of the ash, according to another embodiment, is at least about 85% by the thermal treatment, preferably at least 90%, most preferably more than 95%, increased.

Die Erfindung umfasst des Weiteren eine Anlage zur Aufbereitung von Asche, insbesondere Flugasche, zur Verwendung als Zement- oder Baustoffzusatzstoff, wobei die Anlage eine Einrichtung zur thermischen Behandlung von Asche, insbesondere Flugasche, mit einem Glasgehalt von weniger als 80%, vorzugsweise weniger als 70%, höchstvorzugshalber weniger als 60%, aufweist, die derart ausgebildet ist, dass sie den Glasgehalt der Asche erhöht, wobei der Einrichtung zur thermischen Behandlung von Asche derart mit einem thermischen Aggregat der Schwerindustrie, wie beispielsweise der Eisen- und Stahlerzeugungsindustrie, der Grundstoffindustrie, der Zementindustrie und/oder der Kalk- oder Mineralindustrie und/oder mit wenigstens einem Wärmeerzeuger in Verbindung steht, dass deren Abwärme der Einrichtung zugeführt wird. Bei dem thermischen Aggregat handelt es sich beispielsweise um einen Hochofen zur Erzeugung von Roheisen oder um wenigstens ein Aggregat aus der Stahlerzeugungsindustrie oder um einen Vorwärmer, einen Ofen, einen Calzinator und/oder einen Kühler zur Zementherstellung oder eine thermische Behandlungsanlage der Kalk- und/oder Baustoff- und/oder Mineralindustrie oder um eine thermische Verwertungsanlage. Die Einrichtung zur thermischen Behandlung der Asche ist vorzugsweise eine zu dem Hochofen, Vorwärmer, Ofen, Calzinator, Kühler oder der thermischen Behandlungs- oder Verwertungsanlage separate Einrichtung.The invention further comprises a plant for the treatment of ash, in particular fly ash, for use as a cement or building material additive, the plant comprising a device for the thermal treatment of ash, in particular fly ash, with a glass content of less than 80%, preferably less than 70 %, most preferably less than 60%, which is designed to increase the glass content of the ashes, the ashes thermal treatment device having such a thermal aggregate of heavy industry, such as the iron and steel industry, the primary industry, the cement industry and / or the lime or mineral industry and / or with at least one heat generator in connection that their waste heat is supplied to the device. The thermal aggregate is, for example, a blast furnace for producing pig iron or at least one aggregate from the steelmaking industry or a preheater, an oven, a calciner and / or a cooler for cement production or a thermal treatment plant of lime and / or Building materials and / or mineral industry or a thermal recycling plant. The means for thermal treatment of the ash is preferably a separate device to the blast furnace, preheater, furnace, calciner, cooler or the thermal treatment or utilization plant.

Die mit Bezug auf das Verfahren zur Aufbereitung von Asche beschriebenen Vorteile und Erläuterungen treffen auch in vorrichtungsmäßiger Entsprechung auf die Anlage zur Aufbereitung von Asche zu.The advantages and explanations given with regard to the process for the treatment of ash also apply in the apparatus-like equivalent to the plant for the treatment of ash.

Die Einrichtung zur thermischen Behandlung von Asche ist gemäß einer Ausführungsform derart ausgebildet, dass sie den Glasgehalt der Asche auf mindestens etwa 85%, vorzugsweise mindestens 90%, höchstvorzugshalber mehr als 95% erhöht. Asche mit einem solchen Glasgehalt ist für den Einsatz in der Zementindustrie als Zusatzstoff geeignet und kann daher einen Anteil des Zementklinkers ersetzen.According to one embodiment, the apparatus for thermal treatment of ash is designed such that it increases the glass content of the ash to at least about 85%, preferably at least 90%, most preferably more than 95%. Ash with such a glass content is suitable for use in the cement industry as an additive and can therefore replace a proportion of the cement clinker.

Die Einrichtung zur thermischen Behandlung weist gemäß einer weiteren Ausführungsform ein Wärmeaggregat auf, das derart ausgebildet ist, dass es die Asche auf eine Temperatur von 850°C - 1800°C, insbesondere 900°C - 1450°C, vorzugsweise 1000°C- 1150°C erhitzt. Das Wärmeaggregat weist vorzugsweise eine Feuerungseinrichtung auf, die mit biogenen Stoffen und/oder Sekundärbrennstoffen und/oder fossilen Brennstoffen und/oder Gas betreibbar ist und zusätzlich zu der Abwärme die Asche erhitzt. Die Feuerungseinrichtung ist insbesondere innerhalb des Wärmeaggregats angeordnet.The device for thermal treatment, according to another embodiment, a heat aggregate, which is designed such that it is the ash to a temperature of 850 ° C - 1800 ° C, in particular 900 ° C - 1450 ° C, preferably 1000 ° C - 1150 ° C heated. The heat unit preferably has a firing device which is operable with biogenic substances and / or secondary fuels and / or fossil fuels and / or gas and heats the ash in addition to the waste heat. The firing device is arranged in particular within the heat aggregate.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das Wärmeaggregat ein Flugstromaggregat, ein Wirbelschichtaggregat oder einen Fließbettreaktor auf. In einem Flugstromaggregat wird die Asche in einem heißen Gasstrom dispergiert und über ein Fluid/Fest-Trennsystem (z.B. Zyklon) aus dem Gasstrom abgeschieden, wobei dies beispielsweise mehrstufig ausgeführt wird. Ein Fließbettreaktor umfasst ein Wanderbett, das von einem heißen Gasstrom aufgeheizt wird, wobei keine Dispergierung im Gasstrom erfolgt. In einem Wirbelschichtaggregat ist der Dispergierungsgrad in etwa zwischen dem Dispergierungsgrad des Flugstromaggregats und des Fließbettreaktors.According to a further embodiment, the heat aggregate has an aerodynamic aggregate, a fluidized bed aggregate or a fluidized bed reactor. In an aerodynamic generator, the ash is dispersed in a hot gas stream and separated from the gas stream via a fluid / solid separation system (e.g., cyclone), for example, in multiple stages. A fluidized bed reactor comprises a moving bed which is heated by a hot gas stream, with no dispersion in the gas stream. In a fluidized bed unit, the degree of dispersion is approximately between the degree of dispersion of the aerodynamic aggregate and the fluidized bed reactor.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Einrichtung zur thermischen Behandlung ein dem Wärmeaggregat nachgeschaltetes Kühlaggregat auf, das derart ausgebildet ist, dass es die in dem Wärmeaggregat erhitzte Asche abkühlt, sodass zumindest ein Teil der Asche glasig erstarrt. Bei dem Kühlaggregat handelt es sich beispielsweise um einen Fließbettkühler oder einen Steigrohrkühler.According to a further embodiment, the device for thermal treatment on a cooling unit downstream of the cooling unit, which is designed such that it cools the heated ashes in the heat aggregate, so that at least a portion of the ash solidifies glassy. The refrigeration unit is, for example, a fluidized bed cooler or a standpipe cooler.

Im Anschluss an die Einrichtung zur thermischen Behandlung ist, gemäß einer weiteren Ausführungsform, eine Mahleinrichtung zum Mahlen der thermisch behandelten Asche angeordnet. Der Mahleinrichtung werden die thermisch behandelte Asche, sowie beispielsweise auch der in einem Klinkerkühler gekühlte Klinker zugeführt. Vorzugsweise werden dem gemahlenen Klinker und der gemahlenen Asche weitere Zusatzstoffe, wie beispielsweise gemahlener Kalkstein, Puzzolane, wie Hüttensand, alkalihaltige Stäube und/oder Sulfatträger wie beispielsweise Gips, Halbhydrat oder Anhydrit zur Verbesserung der Qualität, insbesondere der puzzolanischen Reaktivität des Zements und dessen Abbindeeigenschaften zugeführt.Following the device for thermal treatment, according to another embodiment, a grinder for grinding the thermally treated ash is arranged. The milling device, the thermally treated ashes, as well as, for example, the cooled in a clinker brick clinker supplied. Preferably, the ground clinker and the ground ash other additives, such as ground limestone, pozzolans, such as granulated slag, alkaline dusts and / or sulfate carriers such as gypsum, hemihydrate or anhydrite for improving the quality, in particular the pozzolanic reactivity of the cement and its Abbindeeigenschaften supplied ,

Die Erfindung umfasst auch eine Anlage zur Herstellung von Zement, aufweisend einen Vorwärmer zum Vorwärmen eines Rohmaterials, wobei der Vorwärmer insbesondere einen Calzinator umfasst, und einen Ofen, insbesondere einen Drehrohrofen, zum Brennen des Rohmaterials zu Zementklinker und eine Kühleinrichtung zum Kühlen des aus dem Ofen austretenden Zementklinkers, wobei die Anlage eine Anlage zur Aufbereitung von Asche, insbesondere Flugasche, zur Verwendung als Zement- oder Baustoffzusatzstoff wie vorangehend beschrieben umfasst.The invention also includes a plant for producing cement, comprising a preheater for preheating a raw material, wherein the preheater comprises in particular a calciner, and a furnace, in particular a rotary kiln, for firing the raw material into cement clinker and a cooling device for cooling the out of the furnace The plant comprises a plant for the treatment of ash, in particular fly ash, for use as a cement or building material additive as described above.

Figurenliste list of figures

Die Erfindung ist nachfolgend anhand mehrerer Ausführungsbeispiele mit Bezug auf die beiliegenden Figuren näher erläutert.

  • 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Anlage zur Aufbereitung von Asche gemäß einem Ausführungsbeispiel.
  • 2 zeigt eine schematische Darstellung einer Zementanlage mit einer Anlage zur Aufbereitung von Asche gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel.
  • 3 zeigt eine schematische Darstellung einer Zementanlage mit einer Anlage zur Aufbereitung von Asche gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel.
  • 4 zeigt eine schematische Darstellung einer Anlage zur Aufbereitung von Asche gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel.
The invention is explained in more detail below with reference to several embodiments with reference to the accompanying figures.
  • 1 shows a schematic representation of an apparatus for the treatment of ash according to an embodiment.
  • 2 shows a schematic representation of a cement plant with a plant for the treatment of ash according to another embodiment.
  • 3 shows a schematic representation of a cement plant with a plant for the treatment of ash according to another embodiment.
  • 4 shows a schematic representation of a plant for the treatment of ash according to another embodiment.

In 1 ist eine Anlage 10 zur Aufbereitung von Asche gezeigt. Die Anlage 10 umfasst eine Einrichtung 22 zur thermischen Behandlung der Asche 24 mit einem Wärmeaggregat 26 zum Erwärmen der Asche 24 und einem Kühlaggregat 28 zum Kühlen der Asche 24. Das Wärmeaggregat 26 weist einen Einlass 30 zum Einlassen von Asche 24 auf, sowie einen weiteren Einlass 34 zum Einlassen von Abwärme 32 in das Wärmeaggregat 26. Die Abwärme 32 ist beispielsweise ein abgezweigter Wärmestrom aus einem thermischen Aggregat der Schwerindustrie, wie beispielsweise der Eisen- und Stahlerzeugungsindustrie, der Grundstoffindustrie, der Zementindustrie und/oder der Kalk- oder Mineralindustrie. Beispielsweise ist der Wärmestrom aus einem Hochofen zur Roheisenerzeugung, oder wenigstens einem Aggregat aus der Stahlerzeugungsindustrie oder einem Ofen, einem Calzinator, einem Vorwärmer und/oder einem Kühler zur Zementherstellung, oder einer thermischen Behandlungsanlage der Kalk- und/oder Mineralindustrie oder einer thermischen Verwertungsanlage abgezweigt. Das Wärmeaggregat 26 weist des Weiteren eine Feuerungseinrichtung 36 auf. Die Feuerungseinrichtung 36 dient zusätzlich zu der Abwärme 32 der Erwärmung der Asche 24, wobei die Feuerungseinrichtung 36 mittels biogenen Stoffen und/oder Sekundärbrennstoffen und/oder fossilen Brennstoffen und/oder Gas betreibbar sein kann.In 1 is a plant 10 for the treatment of ash. The attachment 10 includes a device 22 for thermal treatment of the ash 24 with a heat generator 26 for heating the ashes 24 and a refrigeration unit 28 to cool the ashes 24 , The heat aggregate 26 has an inlet 30 for the admission of ashes 24 on, as well as another inlet 34 for the admission of waste heat 32 in the heating unit 26 , The waste heat 32 For example, is a branched heat flow from a thermal aggregate of heavy industry, such as the iron and steel industry, the basic industries, the cement industry and / or the lime or mineral industry. For example, the heat flow from a blast furnace for pig iron production, or at least one unit from the steelmaking industry or an oven, a calciner, a preheater and / or a cooler for cement production, or a thermal treatment plant of the lime and / or mineral industry or a thermal recovery plant branched off , The heat aggregate 26 further comprises a firing device 36 on. The firing device 36 serves in addition to the waste heat 32 the heating of the ashes 24 , wherein the firing device 36 can be operated by means of biogenic substances and / or secondary fuels and / or fossil fuels and / or gas.

Das Wärmeaggregat 26 ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass es die Asche 24 auf eine Temperatur oberhalb der Schmelztemperatur der Asche erhitzt. Insbesondere wird die Asche 24 in dem Wärmeaggregat 26 auf eine Temperatur von 850°C - 1800°C, insbesondere 900°C - 1450°C, vorzugsweise 1000°C- 1150°C erhitzt.The heat aggregate 26 is preferably designed such that it is the ash 24 heated to a temperature above the melting temperature of the ash. In particular, the ashes 24 in the heat unit 26 heated to a temperature of 850 ° C - 1800 ° C, in particular 900 ° C - 1450 ° C, preferably 1000 ° C - 1150 ° C.

In Strömungsrichtung der Asche schließt sich an das Wärmeaggregat 26 das Kühlaggregat 28 an. Das Kühlaggregat 28 weist einen Einlass 38 für die in dem Wärmeaggregat 26 erwärmte Asche auf und umfasst beispielsweise einen Fließbettkühler oder Steigrohrkühler, wobei die Asche 24 auf eine Temperatur von weniger als 350°C abgekühlt wird.In the flow direction of the ash closes to the heat aggregate 26 the refrigeration unit 28 at. The refrigeration unit 28 has an inlet 38 for those in the heat aggregate 26 heated ash and includes, for example, a fluidized bed cooler or riser cooler, the ash 24 is cooled to a temperature of less than 350 ° C.

Die erwärmte Asche 24 wird in dem Kühlaggregat 28 derart abgekühlt, dass sie eine amorphe, glasige Struktur mit einem Glasgehalt von etwa 85%, vorzugsweise mindestens 90%, höchstvorzugshalber mehr als 95%, aufweist. Beispielsweise umfasst die thermische Behandlungseinrichtung 22 ein in 1 nicht dargestelltes Trocknungsaggregat, in dem die Flugasche im Anschluss an das Kühlaggregat 28 getrocknet wird.The heated ash 24 is in the refrigeration unit 28 cooled so that it has an amorphous, glassy structure with a glass content of about 85%, preferably at least 90%, most preferably more than 95%. By way of example, the thermal treatment device comprises 22 a in 1 Not shown drying unit in which the fly ash following the cooling unit 28 is dried.

Die Anlage 10 weist des Weiteren eine Mahleinrichtung, wie beispielsweise eine Walzenmühle, eine Kugelmühle, eine Rührwerkskugelmühle oder eine Vertikalrollenmühle auf. Die Mahleinrichtung ist stromabwärts der thermischen Behandlungseinrichtung 22 angeordnet. Die aus der Einrichtung 22 zur thermischen Behandlung austretende Asche wird der Mahleinrichtung 20 zugeführt und in dieser gemahlen. Der Mahleinrichtung 20 wird zusätzlich zu der in der Einrichtung 22 aufbereiteten Asche Zementklinker 40 zugeführt. Beispielsweise ist die Mahleinrichtung 20 einem in 1 nicht dargestellten Klinkerkühler nachgeschaltet. Die zusammen mit dem Klinker 40 gemahlene Asche verlässt als Fertiggut 42 die Mahleinrichtung 20.The attachment 10 further comprises a grinder, such as a roller mill, a ball mill, a stirred ball mill or a vertical roller mill. The grinder is downstream of the thermal processor 22 arranged. The from the institution 22 ash for thermal treatment is fed to the grinding device 20 and ground in this. The grinder 20 will be in addition to that in the facility 22 recycled ash cement clinker 40 fed. For example, the grinder is 20 one in 1 downstream not shown clinker cooler. The together with the clinker 40 ground ash leaves as finished product 42 the grinder 20.

2 zeigt eine Anlage 44 zur Herstellung von Zement mit einem Vorwärmer 12, der eine Mehrzahl von Zyklonen aufweist. Beispielhaft sind in 1 vier Zyklonstufen dargestellt, die von dem Rohmaterial durchlaufen werden. In dem Vorwärmer 12 wird das Material insbesondere vorgewärmt und in dem Calcinator 14 entsäuert. An den Vorwärmer 12 schließt sich in Strömungsrichtung des Materials ein Ofen 16, insbesondere ein Drehrohrofen 16 an, in dem das Material zu Zementklinker gebrannt wird. An dem Ofenausgang weist das Material, insbesondere der gebrannte Zementklinker, eine Temperatur von etwa 1400 - 1600°C, vorzugsweise 1500°C, auf. Die im Ofen 16 entstehenden Heißgase durchströmen zunächst den Calcinator 14 und anschließend den Vorwärmer 12 im Gegenstrom zu der Materialströmungsrichtung, sodass eine Erwärmung des Materials erfolgt. Bei der Vorcalcinierung (Entsäuerung) wird das aus der zweituntersten Zyklonstufe austretende heiße Rohmehl von aus dem Ofen 16 ausströmendem Heißgas mitgerissen und in den Calcinator 14 geführt, der zwischen dem Vorwärmer 12 und dem Ofen 16 angeordnet ist. Dabei handelt es sich üblicherweise um ein Steigrohr, in dem Ofengas und Brenngut im Gleichstrom geführt werden und miteinander reagieren. Um die endotherm ablaufende Entsäuerungsreaktion aufrecht zu erhalten, weist der Calcinator 14 zusätzlich zu den heißen Ofengasen eine Feuerung auf, die mittels biogenen Stoffen und/oder Sekundärbrennstoffen und/oder fossilen Brennstoffen und/oder Gas betreibbar ist. 2 shows a plant 44 for the production of cement with a preheater 12 which has a plurality of cyclones. Exemplary are in 1 represented four cyclone stages, which are traversed by the raw material. In the preheater 12 In particular, the material is preheated and in the calciner 14 acidified. To the preheater 12 closes in the flow direction of the material an oven 16 , in particular a rotary kiln 16 in which the material is fired into cement clinker. At the furnace outlet, the material, in particular the fired cement clinker, a temperature of about 1400 - 1600 ° C, preferably 1500 ° C, on. The in the oven 16 resulting hot gases first flow through the calciner 14 and then the preheater 12 in countercurrent to the material flow direction, so that heating of the material takes place. In the precalcination (deacidification), the hot raw meal emerging from the second lowest cyclone stage is removed from the oven 16 entrained hot gas entrained and into the calciner 14 led, between the preheater 12 and the oven 16 is arranged. This is usually a riser in which furnace gas and kiln are fed in DC and react with each other. To the endothermic expiring To maintain deacidification, the calciner indicates 14 in addition to the hot furnace gases, a furnace which is operable by means of biogenic substances and / or secondary fuels and / or fossil fuels and / or gas.

An den Ofen 16 schließt sich in Strömungsrichtung des Materials ein Kühler 18 zur Kühlung des aus dem Ofen 16 ausgetretenen Materials an. Bei dem Kühler 18 handelt es sich beispielsweise um einen Schubrostkühler oder einem Schubbodenkühler bei dem das auf dem Schubrost oder dem Schubboden liegende Material im Querstrom von einem Kühlluftstrom gekühlt wird. Der Kühler 18 kühlt das Material beispielsweise auf eine Temperatur von etwa 80 °C bis 150 °C ab.To the stove 16 closes in the flow direction of the material a cooler 18 for cooling the out of the oven 16 on leaked material. At the radiator 18 For example, it is a sliding grate cooler or an underflow cooler in which the material lying on the sliding grate or the sliding floor is cooled in crossflow by a cooling air flow. The cooler 18 For example, the material cools to a temperature of about 80 ° C to 150 ° C.

Die Anlage 44 zur Herstellung von Zement weist des Weiteren eine Anlage 10 zur Aufbereitung von Asche 24 auf, die im Wesentlichen der in 1 beschriebenen Anlage 10 entspricht. Die Anlage 10 umfasst eine Einrichtung 22 zur thermischen Behandlung der Asche 24 mit einem in 2 nicht dargestellten Wärmeaggregat und einem Kühlaggregat. Im Anschluss an die Einrichtung 22 zur thermischen Behandlung der Asche 24 und im Anschluss an den Kühler 18 ist eine Mahleinrichtung 20 angeordnet, in welcher eine Zerkleinerung des abgekühlten Materials erfolgt. Bei der Mahleinrichtung 20 handelt es sich beispielsweise um eine Walzenmühle, eine Kugelmühle, eine Rührwerkskugelmühle oder eine Vertikalrollenmühle.The attachment 44 for the production of cement also has an attachment 10 for the treatment of ash 24 on, which is essentially the in 1 described plant 10 equivalent. The attachment 10 includes a device 22 for thermal treatment of the ash 24 with an in 2 not shown heat unit and a cooling unit. Following the setup 22 for thermal treatment of the ash 24 and after the cooler 18 is a grinder 20 arranged in which a crushing of the cooled material takes place. At the grinder 20 For example, it may be a roller mill, a ball mill, a stirred ball mill or a vertical roller mill.

Der Einrichtung 22 zur thermischen Behandlung der Asche 24 wird in dem Ausführungsbeispiel der 2 die Abwärme des Calcinators 14 zugeführt. Insbesondere wird von dem in dem Steigrohr des Calcinators 14 geführten Heißluftstroms zumindest ein Teil abgezweigt und der Einrichtung 22 zugeführt. Die Einrichtung 22 zur thermischen Behandlung der Asche 24 ist mit dem Calcinator 14 und der Mahleinrichtung 20 verbunden, wobei die in die Einrichtung 22 zur thermischen Behandlung eingeführte Asche 24 wie mit Bezug auf 1 beschrieben thermisch behandelt und anschließend beispielsweise zusammen mit dem in dem Ofen 16 gebrannten Zementklinker gemahlen wird. Auch eine getrennte Mahlung des Klinkers und der thermisch behandelten Asche ist denkbar.The device 22 for thermal treatment of the ash 24 is in the embodiment of 2 the waste heat of the calciner 14 fed. In particular, of the in the riser of the calciner 14 guided hot air flow diverted at least a portion and the device 22 fed. The device 22 for thermal treatment of the ash 24 is with the calciner 14 and the grinder 20 connected to the device 22 ash introduced for thermal treatment 24 as related to 1 described thermally treated and then together with, for example, in the oven 16 baked cement clinker is ground. A separate grinding of the clinker and the thermally treated ash is conceivable.

In 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Zementanlage 44 dargestellt, die im Wesentlichen der mit Bezug auf 2 beschriebenen Zementanlage 44 entspricht mit dem Unterschied, dass die Einrichtung 22 zur thermischen Behandlung von Asche 24 der Anlage 10 mit dem Ofen 18 in Verbindung steht. Der Einrichtung 22 zur thermischen Behandlung von Asche 24 wird die Abwärme des Ofens, insbesondere zumindest ein Teil des in dem Ofen erwärmten Gasstroms, zugeführt. Die Einrichtung 22 zur thermischen Behandlung der Asche 24 ist mit dem Ofen 16 und der Mahleinrichtung 20 verbunden, wobei die in die Einrichtung 22 zur thermischen Behandlung eingeführte Asche 24 wie mit Bezug auf 1 beschrieben thermisch behandelt und anschließend zusammen mit dem in dem Ofen 16 gebrannten Zementklinker gemahlen wird.In 3 is another embodiment of a cement plant 44 which is essentially the one with reference to 2 described cement plant 44 Corresponds with the difference that the device 22 for thermal treatment of ash 24 the plant 10 with the oven 18 communicates. The device 22 for thermal treatment of ash 24 the waste heat of the furnace, in particular at least part of the gas stream heated in the furnace, is supplied. The device 22 for thermal treatment of the ash 24 is with the oven 16 and the grinder 20 connected to the device 22 ash introduced for thermal treatment 24 as related to 1 described thermally treated and then together with the in the oven 16 baked cement clinker is ground.

4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Anlage zur Aufbereitung von Flugasche, wobei im Unterschied zu den Ausführungsbeispielen der 2 und 3 an Stelle der Abwärme einer Zementanlage, die Abwärme einer wärmetechnischen Anlage 50, wie beispielsweise eines Hochofens, einer Anlage zur thermischen Mineralbehandlung oder einer Anlage zur thermischen Abfallverwertung der thermischen Behandlungseinrichtung 22 zugeführt wird. Insbesondere wird diese Abwärme dem Wärmeaggregat 26 der thermischen Aufbereitungseinrichtung 22 zugeführt und beispielsweise zusätzlich zu der Feuerungseinrichtung 36 zur Erhitzung der Flugasche verwendet. Es wäre auch denkbar, dass die Asche vor der Erhitzung in dem Wärmeaggregat 26 durch wenigstens teilweise Nutzung von Abwärme, beispielsweise Kühlerabluft eines Klinkerkühlers, getrocknet wird. Der hierbei entstehende Abgasstrom könnte wenigstens teilweise zur Energiegewinnung, wie der Stromerzeugung, genutzt werden. 4 shows a further embodiment of a plant for the preparation of fly ash, which, in contrast to the embodiments of the 2 and 3 in place of the waste heat of a cement plant, the waste heat of a thermal plant 50 , Such as a blast furnace, a thermal mineral treatment plant or a plant for thermal waste utilization of the thermal treatment device 22 is supplied. In particular, this waste heat is the heat aggregate 26 the thermal processing device 22 supplied and, for example, in addition to the firing device 36 used for heating the fly ash. It would also be conceivable that the ashes before heating in the heat aggregate 26 is dried by at least partial use of waste heat, such as radiator exhaust air of a clinker cooler. The resulting exhaust stream could be at least partially used for energy production, such as power generation.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010
Anlage zur Aufbereitung von AschePlant for the treatment of ash
1212
Vorwärmerpreheater
1414
Calcinatorcalciner
1616
Ofenoven
1818
Kühlercooler
2020
Mahleinrichtunggrinder
2222
Einrichtung zur thermischen BehandlungDevice for thermal treatment
2424
Ascheash
2626
Wärmeaggregatheat unit
2828
Kühlaggregatcooling unit
3030
Einlass zum Einlassen von AscheInlet for the admission of ashes
3232
Abwärmewaste heat
3434
Einlass zum Einlassen von AbwärmeInlet for the admission of waste heat
3636
Feuerungseinrichtungfiring
3838
Einlass zum Einlassen von AscheInlet for the admission of ashes
4040
Zementklinkercement clinker
4242
Fertiggutfinished product
4444
Anlage zur Herstellung von ZementPlant for the production of cement
5050
Wärmetechnische AnlageThermal engineering plant

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 112013004933 T5 [0004]DE 112013004933 T5 [0004]

Claims (14)

Verfahren zur Aufbereitung von Asche (24), insbesondere Flugasche, zur Verwendung als ein Zement- oder Baustoffzusatzstoff, dadurch gekennzeichnet, dass Asche (24) mit einem Glasgehalt von weniger als 80%, vorzugsweise weniger als 70%, höchstvorzugshalber weniger als 60%, thermisch behandelt wird, sodass der Glasgehalt erhöht wird, wobei die thermische Behandlung zumindest teilweise mit der Abwärme eines thermischen Aggregats der Schwerindustrie, wie beispielsweise der Eisen- und Stahlerzeugungsindustrie, der Grundstoffindustrie, der Zementindustrie und/oder der Kalk- oder Mineralindustrie erfolgt.Process for the treatment of ash (24), in particular fly ash, for use as a cement or building material additive, characterized in that ash (24) having a glass content of less than 80%, preferably less than 70%, most preferably less than 60%, is thermally treated so that the glass content is increased, wherein the thermal treatment takes place at least partially with the waste heat of a thermal aggregate of heavy industry, such as the iron and steel industry, the basic industries, the cement industry and / or the lime or mineral industry. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die thermische Behandlung das Erhitzen der Asche (24) auf eine Temperatur oberhalb der Schmelztemperatur der Asche (24) von 850°C - 1800°C, insbesondere 900°C - 1450°C, vorzugsweise 1000°C- 1150°C umfasst.Method according to Claim 1 wherein the thermal treatment comprises heating the ash (24) to a temperature above the melting temperature of the ash (24) of 850 ° C - 1800 ° C, especially 900 ° C - 1450 ° C, preferably 1000 ° C - 1150 ° C , Verfahren nach Anspruch 2, wobei die thermische Behandlung das Kühlen der Asche (24) im Anschluss an das Erhitzen umfasst, sodass zumindest ein Teil der Asche (24) glasig erstarrt.Method according to Claim 2 wherein the thermal treatment comprises cooling the ash (24) following heating so that at least a portion of the ash (24) is glassy solidified. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, das Erhitzen der Asche zumindest teilweise mittels einer Feuerungseinrichtung (36) erfolgt, die mit biogenen Stoffen und/oder Sekundärbrennstoffen und/oder fossilen Brennstoffen und/oder Gas betrieben wird.Method according to Claim 2 or 3 in that the ash is at least partially heated by means of a firing device (36) which is operated with biogenic substances and / or secondary fuels and / or fossil fuels and / or gas. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei wenigstens ein Teil der Asche (24) im Anschluss an die thermische Behandlung gemahlen wird.Method according to one of the preceding claims, wherein at least a portion of the ash (24) is ground following the thermal treatment. Verfahren zur Herstellung von Zement, wobei Rohmaterial in einem Vorwärmer (12) erwärmt und in einem Calzinator (14) zumindest teilweise entsäuert wird und wobei das Rohmaterial im Anschluss an den Calzinator (14) in einem Ofen (16), insbesondere einem Drehrohrofen zu Zementklinker gebrannt wird und in einem sich an den Ofen (16) anschließenden Kühler (18) abgekühlt wird, dadurch gekennzeichnet, dass Asche (24), insbesondere Flugasche, nach einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5 aufbereitet und anschließend dem Zementklinker zugeführt wird.A method of producing cement, wherein raw material is heated in a preheater (12) and at least partially deacidified in a calciner (14), and wherein the raw material following the calciner (14) in an oven (16), in particular a rotary kiln to cement clinker is burned and cooled in a subsequent to the furnace (16) radiator (18), characterized in that ash (24), in particular fly ash, by a method according to one of Claims 1 to 5 treated and then supplied to the cement clinker. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Glasgehalt der Asche (24) durch die thermische Behandlung auf mindestens etwa 85%, vorzugsweise mindestens 90%, höchstvorzugshalber mehr als 95%, erhöht wird.A method according to any one of the preceding claims, wherein the glass content of the ash (24) is increased by the thermal treatment to at least about 85%, preferably at least 90%, most preferably more than 95%. Anlage zur Aufbereitung von Asche, insbesondere Flugasche, zur Verwendung als Zementzusatzstoff, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlage eine Einrichtung (22) zur thermischen Behandlung von Asche (24), insbesondere Flugasche, mit einem Glasgehalt von weniger als 80%, vorzugsweise weniger als 70%, höchstvorzugshalber weniger als 60%, aufweist, die derart ausgebildet ist, dass sie den Glasgehalt der Asche (24) erhöht, wobei die Einrichtung (22) zur thermischen Behandlung von Asche (24) derart mit einem thermischen Aggregat der Schwerindustrie, wie beispielsweise der Eisen- und Stahlerzeugungsindustrie, der Grundstoffindustrie, der Zementindustrie und/oder der Kalk- oder Mineralindustrie in Verbindung steht, dass deren Abwärme der Einrichtung (22) zugeführt wird.Plant for the treatment of ash, in particular fly ash, for use as a cement additive, characterized in that the plant comprises means (22) for thermal treatment of ash (24), in particular fly ash, having a glass content of less than 80%, preferably less than 70 %, most preferably less than 60%, which is adapted to increase the glass content of the ash (24), wherein the means (22) for thermal treatment of ash (24) is such with a thermal aggregate of heavy industry, such as the iron and steel industry, the basic industry, the cement industry and / or the lime or mineral industry is in communication that their waste heat is supplied to the device (22). Anlage nach Anspruch 8, wobei die Einrichtung (22) zur thermischen Behandlung von Asche (24) derart ausgebildet ist, dass sie den Glasgehalt der Asche (24) auf mindestens etwa 85%, vorzugsweise mindestens 90%, höchstvorzugshalber mehr als 95%, erhöht.Plant after Claim 8 wherein the means (22) for thermal treatment of ash (24) is adapted to increase the glass content of the ash (24) to at least about 85%, preferably at least 90%, most preferably more than 95%. Anlage nach einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei die Einrichtung (22) zur thermischen Behandlung ein Wärmeaggregat (26) aufweist, das derart ausgebildet ist, dass es die Asche (24) auf eine Temperatur von 850°C - 1800°C, insbesondere 900°C - 1450°C, vorzugsweise 1000°C- 1150°C, erhitzt.Plant according to one of the Claims 8 to 10 wherein the means (22) for thermal treatment comprises a heat generator (26) adapted to hold the ash (24) at a temperature of 850 ° C - 1800 ° C, especially 900 ° C - 1450 ° C, preferably 1000 ° C-1150 ° C, heated. Anlage nach Anspruch 10, wobei das Wärmeaggregat (26) ein Flugstromaggregat, ein Wirbelschichtaggregat oder einen Fließbettreaktor aufweist.Plant after Claim 10 wherein the heat generator (26) comprises an airflow aggregate, a fluidized bed unit or a fluidized bed reactor. Anlage nach Anspruch 11, wobei die Einrichtung (22) zur thermischen Behandlung ein dem Wärmeaggregat (26) nachgeschaltetes Kühlaggregat (28) aufweist, das derart ausgebildet ist, dass es die in dem Wärmeaggregat (26) erhitzte Asche (24) abkühlt, sodass zumindest ein Teil der Asche (24) glasig erstarrt.Plant after Claim 11 wherein the means (22) for thermal treatment comprises a cooling unit (28) connected downstream of the heating unit (26), which is designed to cool the ash (24) heated in the heating unit (26) so that at least part of the ash (24) glassy solidified. Anlage nach einem der Ansprüche 8-12, wobei im Anschluss an die Einrichtung (22) zur thermischen Behandlung eine Mahleinrichtung (20) zum Mahlen der thermisch behandelten Asche (24) und/oder des Zementklinkers angeordnet ist.Plant according to one of the Claims 8 - 12 , wherein after the means (22) for the thermal treatment, a grinder (20) for grinding the thermally treated ash (24) and / or the cement clinker is arranged. Anlage (44) zur Herstellung von Zement, aufweisend einen Vorwärmer (12) zum Vorwärmen eines Rohmaterials, und einen Ofen oder eine Brennkammer(16), insbesondere einen Drehrohrofen, zum Brennen des Rohmaterials zu Zementklinker und eine Kühleinrichtung (18) zum Kühlen des aus dem Ofen (16) austretenden Zementklinkers, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlage (44) eine Anlage (10) zur Aufbereitung von Asche, insbesondere Flugasche, zur Verwendung als Zementzusatzstoff gemäß einem der Ansprüche 8 bis 13 umfasst.Plant (44) for producing cement, comprising a preheater (12) for preheating a raw material, and an oven or combustion chamber (16), in particular a rotary kiln, for firing the raw material into cement clinker and a cooling device (18) for cooling the The cement clinker leaving the furnace (16), characterized in that the plant (44) has a plant (10) for the treatment of ash, in particular fly ash, for use as Cement additive according to one of Claims 8 to 13 includes.
DE102017202325.2A 2017-02-14 2017-02-14 Process and device for the treatment of ash Withdrawn DE102017202325A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102017202325.2A DE102017202325A1 (en) 2017-02-14 2017-02-14 Process and device for the treatment of ash

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102017202325.2A DE102017202325A1 (en) 2017-02-14 2017-02-14 Process and device for the treatment of ash

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102017202325A1 true DE102017202325A1 (en) 2018-08-16

Family

ID=62982425

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102017202325.2A Withdrawn DE102017202325A1 (en) 2017-02-14 2017-02-14 Process and device for the treatment of ash

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102017202325A1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2758821A1 (en) 1977-01-04 1978-07-13 Kroyer K K K METHOD AND DEVICE FOR PRODUCING A BUBBLE-CONTAINING, CRYSTALLIZABLE GLASS MATERIAL
DE3324708C2 (en) 1983-07-08 1989-06-01 L. & C. Steinmueller Gmbh, 5270 Gummersbach, De
DE19752243C2 (en) 1997-11-26 2003-04-10 Paul Loerke Process for making cement
DE60201018T2 (en) 2001-02-16 2005-08-11 Lafarge Canada Inc., Montreal METHOD FOR IMPROVING CEMENTLINKER

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2758821A1 (en) 1977-01-04 1978-07-13 Kroyer K K K METHOD AND DEVICE FOR PRODUCING A BUBBLE-CONTAINING, CRYSTALLIZABLE GLASS MATERIAL
DE3324708C2 (en) 1983-07-08 1989-06-01 L. & C. Steinmueller Gmbh, 5270 Gummersbach, De
DE19752243C2 (en) 1997-11-26 2003-04-10 Paul Loerke Process for making cement
DE60201018T2 (en) 2001-02-16 2005-08-11 Lafarge Canada Inc., Montreal METHOD FOR IMPROVING CEMENTLINKER

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2019211202A1 (en) Oxyfuel clinker production with special oxygen addition
JP2977910B2 (en) Method and apparatus using blast furnace slag for cement clinker production
EP3752780A1 (en) Oxyfuel clinker production without recirculation of the preheater exhaust gases
EP3077343B1 (en) Method for producing a pozzolanic or latent-hydraulic cement clinker substitute
DE102009041089C5 (en) Process and plant for the production of cement with reduced CO2 emission
RU2467965C1 (en) Rotary kiln operating on alternative fuels
DE102016211181A1 (en) Plant and process for the thermal treatment of flyable raw material
US20230002277A1 (en) Method of producing cement clinker and a second calcined material
DE60002339T2 (en) METHOD AND DEVICE FOR DESULFURING EXHAUST GASES
DE102020200186A1 (en) Process for heat treatment and color optimization of natural clays
DE2749029A1 (en) METHOD FOR MANUFACTURING HYDRAULIC CEMENT AND PRE-CEMENT PRODUCTS
EP4088074B1 (en) Apparatus and process for thermal treatment of mineral solids
DE3411144A1 (en) Process for the disposal of combustible wastes
EP3799592B1 (en) Method and device for producing fired end products from natural, carbonaceous, granular materials as starting material
AT409860B (en) METHOD FOR PRODUCING A ADMINISTER FOR MIXING CEMENTS AND DEVICE FOR CARRYING OUT THIS METHOD
DE102017202325A1 (en) Process and device for the treatment of ash
DE102005057346A1 (en) Plant for the production of cement clinker, and method of operating such a plant
DE102008061743B4 (en) Process for the preparation of a hydraulically acting product
DE102013112695A1 (en) Improved process and improved CO2 circulation apparatus for the production of cement clinker
DE102013109324B3 (en) Process and apparatus for the production of lime products and pozzolan, as well as uses of lime products and pozzolan
EP0864536B1 (en) Process for the exploitation of gypsum contaminated with organic impurities
LU101612B1 (en) Device and method for the production of cement clinker
DE102011050134B3 (en) Method and plant for producing a hydraulic binder
BE1027979A1 (en) Process for heat treatment and color optimization of natural clays
DE102023107480A1 (en) Process for activating clays with secondary fuels

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R081 Change of applicant/patentee

Owner name: THYSSENKRUPP AG, DE

Free format text: FORMER OWNERS: THYSSENKRUPP AG, 45143 ESSEN, DE; THYSSENKRUPP INDUSTRIAL SOLUTIONS AG, 45143 ESSEN, DE

Owner name: THYSSENKRUPP INDUSTRIAL SOLUTIONS AG, DE

Free format text: FORMER OWNERS: THYSSENKRUPP AG, 45143 ESSEN, DE; THYSSENKRUPP INDUSTRIAL SOLUTIONS AG, 45143 ESSEN, DE

R081 Change of applicant/patentee

Owner name: THYSSENKRUPP AG, DE

Free format text: FORMER OWNERS: THYSSENKRUPP AG, 45143 ESSEN, DE; THYSSENKRUPP INDUSTRIAL SOLUTIONS AG, 45143 ESSEN, DE

Owner name: THYSSENKRUPP INDUSTRIAL SOLUTIONS AG, DE

Free format text: FORMER OWNERS: THYSSENKRUPP AG, 45143 ESSEN, DE; THYSSENKRUPP INDUSTRIAL SOLUTIONS AG, 45143 ESSEN, DE

R120 Application withdrawn or ip right abandoned