LU103028B1

LU103028B1 - Method for shaft reversal of a direct current countercurrent regenerative shaft furnace

Info

Publication number: LU103028B1
Application number: LU103028A
Authority: LU
Inventors: Patrick Bucher; Yves Aschwanden
Original assignee: Maerz Ofenbau; Thyssenkrupp Ag
Priority date: 2022-10-14
Filing date: 2022-10-14
Publication date: 2024-04-15

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Schachtumsteuerung eines Gleichstrom-Gegenstrom-Regenerativ-Schachtofens 1, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: a Betreiben des ersten Schachts 2 als Brennschacht und des zweiten Schachts 2 als Regenerativschacht, b Beenden der Brennstoffzufuhr durch die erste Brennstoffzuführung und damit Durchführen des Ausbrennens im ersten Schacht 2, c Schließen des zweiten Abgasauslasses 6, nach dem Beginn des Schrittes c und vor dem Ende des Schrittes c Beginnen mit den folgenden Schritten d bis f d Öffnen des zweiten Verbrennungsgaseinlasses 12, e Schließen des ersten Verbrennungsgaseinlasses 12, f Öffnen des ersten Abgasauslasses 6, g Beginn der Brennstoffzufuhr durch die zweite Brennstoffzuführung und damit Betreiben des zweiten Schachts 2 als Brennschacht und des ersten Schachts 2 als Regenerativschacht.The present invention relates to a method for shaft reversal of a cocurrent-countercurrent regenerative shaft furnace 1, the method comprising the following steps: a operating the first shaft 2 as a combustion shaft and the second shaft 2 as a regenerative shaft, b ending the fuel supply through the first fuel supply and thus carrying out the burnout in the first shaft 2, c closing the second exhaust gas outlet 6, after the start of step c and before the end of step c starting with the following steps d to f d opening the second combustion gas inlet 12, e closing the first combustion gas inlet 12, f opening the first exhaust gas outlet 6, g starting the fuel supply through the second fuel supply and thus operating the second shaft 2 as a combustion shaft and the first shaft 2 as a regenerative shaft.

Description

Maerz Ofenbau AG 221773P00LU thyssenkrupp AG 14.10.2022 LU103028 1/23Maerz Ofenbau AG 221773P00LU thyssenkrupp AG 14.10.2022 LU103028 1/23

Verfahren zur Schachtumsteuerung eines Gleichstrom-Gegenstrom-Regenerativ-Method for shaft reversal of a direct current countercurrent regenerative

SchachtofensShaft furnace

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Schachtumsteuerung eines Gleichstrom-The invention relates to a method for shaft reversing of a direct current

Gegenstrom-Regenerativ-Schachtofens = (GGR-Schachtofen) um dabei eineCountercurrent regenerative shaft furnace = (GGR shaft furnace) to achieve a

Vermischung zwischen dem Ofenabgas und der Kalkkühlluft zu vermeiden. Damit kann die Kohlendioxidkonzentration im Ofenabgas auf hohem Niveau gehalten werden und so eine vereinfachte Abtrennung erfolgen.Mixing between the kiln exhaust gas and the lime cooling air can be avoided. This keeps the carbon dioxide concentration in the kiln exhaust gas at a high level and simplifies separation.

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, wahrend 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

Uberstromkanal 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 COz-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.exhaust gas for subsequent aftertreatment must be met.

Maerz Ofenbau AG 221773P00LU thyssenkrupp AG 14.10.2022 LU103028 2/23Maerz Ofenbau AG 221773P00LU thyssenkrupp AG 14.10.2022 LU103028 2/23

Daher wurden Gleichstrom-Gegenstrom-Regenerativ-Schachtéfen entwickelt, um ein möglichst Kohlendioxid-reiches Abgas zu erzeugen und so den Aufwand bei derTherefore, cocurrent countercurrent regenerative shaft furnaces were developed to produce exhaust gases that are as rich in carbon dioxide as possible and thus reduce the effort involved in

Abtrennung zu minimieren. Aus der DE 10 2021 204 176 ist ein solcher Gleichstrom-To minimize separation. From DE 10 2021 204 176 such a direct current

Gegenstrom-Regenerativ-Schachtofen und ein Verfahren zum Brennen vonCountercurrent regenerative shaft furnace and a process for firing

Karbonatgestein bekannt. Der Gleichstrom-Gegenstrom-Regenerativ-Schachtofen (GGR-Schachtofen) dient zum Brennen und Kühlen von Material, wie Karbonatgesteinen.Carbonate rock is known. The direct current countercurrent regenerative shaft furnace (GGR shaft furnace) is used to burn and cool material such as carbonate rocks.

Der GGR-Schachtofen umfasst mit zwei Schächte, die abwechselnd als Brennschacht und als Regenerativschacht betrieben werden und mittels eines Verbindungskanals miteinander verbunden sind. Jeder Schacht weist in Strômungsrichtung des Materials eine Vorwärmzone zum Vorwärmen des Materials, eine Brennzone zum Brennen desThe GGR shaft furnace comprises two shafts, which are operated alternately as a combustion shaft and as a regenerative shaft and are connected to each other by means of a connecting channel. Each shaft has a preheating zone for preheating the material, a combustion zone for burning the

Materials und eine Kuhlzone zum Kühlen des Materials auf. Jeder Schacht weist desmaterial and a cooling zone for cooling the material. Each shaft has the

Weiteren einen Abgasauslass zum Auslassen von Abgas aus dem Schacht auf. Der zumindest ein Abgasauslass ist mit einem Gaseinlass zum Einlassen von Gas in zumindest einen Schacht verbunden. Vorzugsweise weist der GGR-Schachtofen eineFurthermore, an exhaust gas outlet for discharging exhaust gas from the shaft. The at least one exhaust gas outlet is connected to a gas inlet for admitting gas into at least one shaft. Preferably, the PGR shaft furnace has a

Mehrzahl von Gaseinlassen zum Einlassen von aus zumindest einem der Schächte abgezogenem Abgas auf.A plurality of gas inlets for admitting exhaust gas extracted from at least one of the shafts.

Es hat sich beim Betrieb herausgestellt, dass während der Schachtumsteuerung es zu einer Vermischung zwischen dem Ofenabgas und der Kalkkühlluft kommt, wodurch derDuring operation, it has been found that during the shaft reversal, a mixing between the kiln exhaust gas and the lime cooling air occurs, which causes the

Kohlendioxidgehalt im Abgas temporär sinkt.Carbon dioxide content in the exhaust gas temporarily decreases.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Schachtumsteuerung bereitzustellen, bei dem eine Vermischung zwischen dem Ofenabgas und der Kalkkühlluft weitestgehend vermieden wird, um damit ein Absinken des Kohlendioxidgehalts im Abgas zu vermeiden und eine Kohlendioxidabtrennung damit in einfacher Wiese zu ermöglichen.The object of the invention is to provide a method for shaft reversal in which mixing between the kiln exhaust gas and the lime cooling air is avoided as far as possible in order to avoid a decrease in the carbon dioxide content in the exhaust gas and thus to enable carbon dioxide separation in a simple manner.

Gelôst wird diese Aufgabe durch das Verfahren mit den in Anspruch 1 angegebenenThis object is achieved by the method with the features specified in claim 1

Merkmalen sowie durch das Steuersystem mit den in Anspruch 16 angegebenenFeatures and by the control system with the features specified in claim 16

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

Das erfindungsgemäße Verfahren dient zur Schachtumsteuerung eines Gleichstrom-The method according to the invention is used for shaft reversal of a direct current

Gegenstrom-Regenerativ-Schachtofens. Bei einem Gleichstrom-Gegenstrom-Countercurrent regenerative shaft furnace. In a direct current countercurrent

Maerz Ofenbau AG 221773P00LU thyssenkrupp AG 14.10.2022 LU103028 3/23Maerz Ofenbau AG 221773P00LU thyssenkrupp AG 14.10.2022 LU103028 3/23

Regenerativ-Schachtofen (GGR-Schachtofen) wird zunächst ein Schacht alsRegenerative shaft furnace (GGR shaft furnace) is first a shaft as

Brennschacht und der zweite Schacht als Regenerativschacht verwendet. Nach einemcombustion shaft and the second shaft as a regenerative shaft. After a

Zyklus, welcher beispielsweise zwischen 10 min und 60 min, insbesondere zwischen 10min und 20 min, beispielsweise 15min, dauern kann, erfolgt eineCycle, which can last for example between 10 min and 60 min, especially between 10min and 20 min, for example 15min, is a

Schachtumsteuerung und der erste Schacht wird dann als Regenerativschacht und der zweite Schacht als Brennschacht verwendet. Bei herkömmlichen Anlagen wurde hierbei der GGR-Schachtofen üblicherweise drucklos geschaltet, das gebrannte Produkt unten entnommen und das zu brennende Produkt von oben zugeführt. Vorteil des GGR-Shaft reversal and the first shaft is then used as a regenerative shaft and the second shaft as a combustion shaft. In conventional systems, the GGR shaft furnace was usually depressurized, the fired product was removed from below and the product to be fired was fed in from above. Advantage of the GGR

Schachtofens ist, dass durch diesen wechselseitigen Betrieb eine sehr effizienteshaft furnace is that this alternating operation enables a very efficient

Wärmerückgewinnung erfolgt und so der Prozess energetisch sehr günstig abläuft. Von diesem bisherigen Verfahren zur Schachtumsteuerung wird erfindungsgemäß radikal abgegangen. Stattdessen bleibt ein gewisser Gasstrom und damit Druck im GGR-Heat recovery takes place and the process is therefore very energy-efficient. The invention radically departs from this previous method of shaft redirection. Instead, a certain gas flow and thus pressure in the PFR remains.

Schachtofen erhalten, was dazu führt, dass das Abgas auch während derShaft furnace, which means that the exhaust gas is also

Schachtumsteuerung von konstant hoher Kohlendioxid-Konzentration bleibt, sodass eineShaft diversion of constantly high carbon dioxide concentration remains, so that a

Abtrennung, insbesondere eine anschließende Verflüssigung, einfach möglich bleibt.Separation, especially subsequent liquefaction, remains easily possible.

Der Gleichstrom-Gegenstrom-Regenerativ-Schachtofen, welcher für das erfindungsgemäße Verfahren verwendet wird, weist einen ersten Schacht und einen zweiten Schacht auf. Der erste Schacht weist eine erste Vorwärmzone zum Vorwärmen des Materials, eine erste Brennzone zum Brennen des Materials und eine erste Kühlzone zum Kühlen des Materials auf. Der zweite Schacht weist eine zweite Vorwärmzone zumThe cocurrent countercurrent regenerative shaft furnace used for the process according to the invention comprises a first shaft and a second shaft. The first shaft comprises a first preheating zone for preheating the material, a first firing zone for firing the material and a first cooling zone for cooling the material. The second shaft comprises a second preheating zone for

Vorwärmen des Materials, eine zweite Brennzone zum Brennen des Materials und eine zweite Kühlzone zum Kühlen des Materials auf. Die erste Brennzone und die zweitepreheating the material, a second firing zone for firing the material and a second cooling zone for cooling the material. The first firing zone and the second

Brennzone sind über einen Verbindungskanal verbunden. Die erste Vorwärmzone weist einen ersten Verbrennungsgaseinlass und die zweite Vorwärmzone einen zweitenCombustion zone are connected via a connecting channel. The first preheating zone has a first combustion gas inlet and the second preheating zone has a second

Verbrennungsgaseinlass auf. Die erste Vorwärmzone weist einen ersten Abgasauslass und die zweite Vorwärmzone einen zweiten Abgasauslass auf. Die erste Brennzone weist wenigstens eine erste Brennlanze und die zweite Brennzone wenigstens eine zweitecombustion gas inlet. The first preheating zone has a first exhaust outlet and the second preheating zone has a second exhaust outlet. The first combustion zone has at least one first combustion lance and the second combustion zone has at least one second

Brennlanze auf. Die wenigstens eine erste Brennlanze ist mit einer erstenThe at least one first burning lance is connected to a first

Brennstoffzuführung und die wenigstens eine zweite Brennlanze ist mit einer zweitenFuel supply and the at least one second fuel lance is connected to a second

Brennstoffzuführung verbunden.Fuel supply connected.

Das Verfahren weist die folgenden Schritte auf:The procedure has the following steps:

Maerz Ofenbau AG 221773P00LU thyssenkrupp AG 14.10.2022 LU103028 4/23 a) Betreiben des ersten Schachts als Brennschacht und des zweiten Schachts alsMaerz Ofenbau AG 221773P00LU thyssenkrupp AG 14.10.2022 LU103028 4/23 a) Operating the first shaft as a combustion shaft and the second shaft as

Regenerativschacht, b) Beenden der Brennstoffzufuhr durch die erste Brennstoffzuführung und damitRegenerative shaft, b) Termination of the fuel supply through the first fuel supply and thus

Durchführen des Ausbrennens im ersten Schacht, cc) Schließen des zweiten Abgasauslasses, nach dem Beginn des Schrittes c) und vor dem Ende des Schrittes c) Beginnen mit den folgenden Schritten d) bis f) d) Öffnen des zweiten Verbrennungsgaseinlasses, e) Schließen des ersten Verbrennungsgaseinlasses, f) Öffnen des ersten Abgasauslasses, g) Beginn der Brennstoffzufuhr durch die zweite Brennstoffzuführung und damitCarrying out the burnout in the first shaft, cc) closing the second exhaust outlet, after the start of step c) and before the end of step c) starting with the following steps d) to f) d) opening the second combustion gas inlet, e) closing the first combustion gas inlet, f) opening the first exhaust outlet, g) starting the fuel supply through the second fuel supply and thus

Betreiben des zweiten Schachts als Brennschacht und des ersten Schachts alsOperating the second shaft as a combustion shaft and the first shaft as

Regenerativschacht.Regenerative shaft.

Wesentlich ist somit, dass zu keinem Zeitpunkt die Zufuhr von Verbrennungsgas und dieIt is therefore essential that at no time the supply of combustion gas and the

Abfuhr von Abgas unterbrochen wird. Der GGR-Schachtofen wird damit nicht drucklos, also auf Umgebungsdruck gebracht. Dieses wiederum führt dazu, dass die Vermischung zwischen dem Abgas und dem Kühlgas auch während der Schachtumsteuerung minimiert wird. Dadurch bleibt eine Abtrennung von Kohlendioxid aus dem Abgas sehr einfach, da die Konzentration an Kohlendioxid konstant hoch bleibt.The exhaust gas discharge is interrupted. The PGR shaft furnace is not depressurized, i.e. brought to ambient pressure. This in turn means that the mixing between the exhaust gas and the cooling gas is minimized even during shaft reversal. This makes it very easy to separate carbon dioxide from the exhaust gas, as the concentration of carbon dioxide remains constantly high.

Der Schritt a) entspricht dem normalen Brennprozess. Auch Schritt b) entspricht dem normalen Vorgehen.Step a) corresponds to the normal firing process. Step b) also corresponds to the normal procedure.

In Schritt c) beginnt zunächst das Schließen des zweiten Abgasauslasses. Das wiederum hat zur Folge, dass eben nicht der GGR-Schachtofen geöffnet, also auf Umgebungsdruck gebracht wird, sondern der Druck gehalten wird. Während des Schließens Beginnen dann zeitlich überlappend das Öffnen des zweiten Verbrennungsgaseinlasses in Schritt d), das Schließen des ersten Verbrennungsgaseinlasses in Schritt e) und das Öffnen des ersten Abgasauslasses in Schritt f). Der Effekt ist, dass der Druck im Verbindungskanal vergleichsweise konstant gehalten werden kann, was wiederum ein guter Indikator dafür ist, dass eine Vermischung mit dem Kühlgas vermeidet.In step c), the second exhaust gas outlet is first closed. This in turn means that the PFR shaft furnace is not opened, i.e. brought to ambient pressure, but the pressure is maintained. During the closing, the opening of the second combustion gas inlet in step d), the closing of the first combustion gas inlet in step e) and the opening of the first exhaust gas outlet in step f) begin at the same time. The effect is that the pressure in the connecting channel can be kept relatively constant, which in turn is a good indicator that mixing with the cooling gas is avoided.

Maerz Ofenbau AG 221773P00LU thyssenkrupp AG 14.10.2022 LU103028 5/23Maerz Ofenbau AG 221773P00LU thyssenkrupp AG 14.10.2022 LU103028 5/23

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung beginnen die Schritte d) bis f) gleichzeitig. Dieses ist bevorzugt und sorgt fur einen besonders gleichbleibenden Druck im Verbindungskanal.In a further embodiment of the invention, steps d) to f) begin simultaneously. This is preferred and ensures a particularly constant pressure in the connecting channel.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weisen die Schritte c), d) und e) eine erste Zeitdauer t1 auf. Der Schritt f) weist eine zweite Zeitdauer ta aufweist, wobei die zweite Zeitdauer ta größer ist als die erste Zeitdauer ti. Damit erfolgt das Öffnen des ersten Abgasauslasses in Schritt f) langsamer. Dadurch, insbesondere in Verbindung mit dem früheren Beginn des Schließens des zweiten Abgasauslasses in Schritt c) ist sichergestellt, dass der GGR-Schachtofen nicht drucklos wird, sondern dieIn a further embodiment of the invention, steps c), d) and e) have a first time period t1. Step f) has a second time period ta, wherein the second time period ta is longer than the first time period ti. The opening of the first exhaust gas outlet in step f) is therefore slower. This, in particular in conjunction with the earlier start of the closing of the second exhaust gas outlet in step c), ensures that the PGR shaft furnace does not become depressurized, but the

Druckverhältnisse insbesondere in den Brennzonen so stabil bleiben, dass einePressure conditions, especially in the combustion zones, remain so stable that

Vermischung mit den Kühlgasen besonders zuverlässig vermieden wird.Mixing with the cooling gases is particularly reliably avoided.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die zweite Zeitdauer ta 1,5 bis 5 mal so groß ist wie die erste Zeitdauer t1. Bevorzugt ist die zweite Zeitdauer ta 2 bis 3 mal so groß ist wie die erste Zeitdauer t4.In a further embodiment of the invention, the second time period ta is 1.5 to 5 times as long as the first time period t1. Preferably, the second time period ta is 2 to 3 times as long as the first time period t4.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist der Schritt c) eine erste Zeitdauer tu auf. Die Schritte d), €) und f) beginnen 1/4 ty bis 3/4 t1, Insbesondere 1/3 t1 bis 2/3 ta, nach dem Beginn des Schrittes c). Beispielsweise beginnen die Schritte d), e) und f) genau in der Mitte des Schrittes c), also mit einem Zeitversatz von % ti.In a further embodiment of the invention, step c) has a first time duration tu. Steps d), e) and f) begin 1/4 ty to 3/4 t1, in particular 1/3 t1 to 2/3 ta, after the start of step c). For example, steps d), e) and f) begin exactly in the middle of step c), i.e. with a time offset of % ti.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird die Zufuhr von Kühlgas und dieIn a further embodiment of the invention, the supply of cooling gas and the

Abfuhr von Kühlgas in der erste Kühlzone und in der zweiten Kühlzone kontinuierlich mit konstantem Kühlgasstrom fortgesetzt. Hierbei wird insbesondere der Gasstrom über alleRemoval of cooling gas in the first cooling zone and in the second cooling zone is continued continuously with a constant cooling gas flow. In particular, the gas flow is

Schritte konstant gehalten. Dadurch kann das Strömungs- und Druckprofil in der erstensteps. This allows the flow and pressure profile in the first

Kühlzone und in der zweitem Kühlzone konstant gehalten werden.cooling zone and kept constant in the second cooling zone.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung erfolgt das Öffnen und Schließen in denIn a further embodiment of the invention, the opening and closing takes place in the

Schritten c), d), e) und f) mit variabler Geschwindigkeit. Insbesondere erfolgt das Öffnen zunächst langsamer und wird dann im Laufe der Schritte beschleunigt. Insbesondere erfolgt das Schließen zunächst schneller und wird dann im Laufe der Schritte langsamer.Steps c), d), e) and f) at variable speed. In particular, the opening is initially slower and then accelerates as the steps progress. In particular, the closing is initially faster and then slower as the steps progress.

Maerz Ofenbau AG 221773P00LU thyssenkrupp AG 14.10.2022 LU103028 6/23Maerz Ofenbau AG 221773P00LU thyssenkrupp AG 14.10.2022 LU103028 6/23

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird im oberen Gasbereich des erstenIn a further embodiment of the invention, in the upper gas region of the first

Schachtes ein erster Druck gemessen. Weiter wird im oberen Gasbereich des zweitenA first pressure is measured in the upper gas area of the second

Schachtes ein zweiter Druck gemessen. Optional kann zusätzlich der Druck imA second pressure is measured in the shaft. Optionally, the pressure in the

Verbindungskanal gemessen werden. Die Messung des Druckes ermdglicht eineconnecting channel. Measuring the pressure enables a

Regelung in Abhängigkeit von den gemessenen Drücken.Control depending on the measured pressures.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird die Geschwindigkeit des Offnens und Schließens in den Schritten c), d), e) und f) derart geregelt, dass der erste Druck mit einer konstanten ersten Rate sinkt und/oder der zweite Druck mit einer konstanten zweiten Rate steigt. Wird nur auf einen Druck geregelt, so wird bevorzugt auf den fallenden Druck geregelt. Dieses fuhrt dazu, dass nur ein minimaler Druckabfall imIn a further embodiment of the invention, the speed of opening and closing in steps c), d), e) and f) is controlled such that the first pressure drops at a constant first rate and/or the second pressure rises at a constant second rate. If only one pressure is controlled, it is preferably controlled at the falling pressure. This results in only a minimal pressure drop in the

Verbindungskanal feststellbar ist, sodass die Vermischung mit dem Kühlgas weitestgehend vermieden werden kann.connecting channel can be identified so that mixing with the cooling gas can be avoided as far as possible.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die erste Rate betragsmalig gleich der zweiten Rate. Die erste Rate und die zweite Rate weisen ein entgegengesetztesIn a further embodiment of the invention, the first rate is equal in amount to the second rate. The first rate and the second rate have an opposite

Vorzeichen auf. BetragsmaRig gleich ist hier im technischen Sinne und nicht im exakt mathematischen Sinne zu verstehen. Hierdurch wird ein synchrones Umschalten desSign. Equal in magnitude is to be understood here in the technical sense and not in the exact mathematical sense. This enables a synchronous switching of the

Gasflusses im ersten Schacht und im zweiten Schacht des GGR-Schachtofens erreicht.Gas flow in the first shaft and the second shaft of the PFR shaft furnace.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind der erstenIn a further embodiment of the invention, the first

Verbrennungsgaseinlass und der zweite Verbrennungsgaseinlass mit einerCombustion gas inlet and the second combustion gas inlet with a

Verbrennungsgasleitung verbunden. Die Verbrennungsgasleitung ist mit einerCombustion gas line is connected. The combustion gas line is connected to a

Oxidationsmittelzufuhr verbunden. Insbesondere kann die Oxidationsmittelzufuhr mit einer Luftzerlegung oder einer anderen Quelle für Sauerstoff verbunden sein.Oxidant supply. In particular, the oxidant supply can be connected to air separation or another source of oxygen.

Vorzugsweise wird Uber die Oxidationsmittelzufuhr Sauerstoff mit einer Reinheit von wenigstens 90 %, bevorzugt wenigstes 95 %, weiter bevorzugt wenigstens 98 %, zugeführt. Nach Abschluss der Schritte c), d), e) und f) und vor Beginn des Schrittes g) wird die Oxidationsmittelzufuhr geöffnet.Preferably, oxygen with a purity of at least 90%, preferably at least 95%, more preferably at least 98% is supplied via the oxidizing agent supply. After completion of steps c), d), e) and f) and before starting step g), the oxidizing agent supply is opened.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird während Schritt b) dieIn a further embodiment of the invention, during step b) the

Oxidationsmittelzufuhr geschlossen. Bevorzugt erfolgt derart, dass das Schließen derOxidant supply is closed. Preferably, the closing of the

Oxidationsmittelzufuhr zum Zeitpunkt des Endes des Schrittes b) abgeschlossen ist.Oxidant supply is completed at the time of the end of step b).

Maerz Ofenbau AG 221773P00LU thyssenkrupp AG 14.10.2022 LU103028 7/23Maerz Ofenbau AG 221773P00LU thyssenkrupp AG 14.10.2022 LU103028 7/23

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird die Offnungsgeschwindigkeit in den Schritten d) und f) steigend gewählt.In a further embodiment of the invention, the opening speed in steps d) and f) is selected to increase.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung erfolgt die Zuführung von Edukt und dieIn a further embodiment of the invention, the feed of reactant and the

Entnahme von Produkt während des Schrittes a). Zuführung und Entnahme erfolgen somit durch eine Schleuse, um weder die Gaszusammensetzung noch den Druck imRemoval of product during step a). Supply and removal are thus carried out through a lock in order to neither affect the gas composition nor the pressure in the

Inneren des GGR-Schachtofens negativ zu beeinflussen.negatively affect the interior of the PFR shaft furnace.

Weiter kann bei dem GGR-Schachtofen zur Durchführung des Verfahrens der Gaseinlass in der Vorwarmzone des als Brennschacht betriebenen Schachts angeordnet sein. Bei dem Gaseinlass in der Vorwärmzone des Brennschachtes handelt es sich vorzugsweise um einen Verbrennungsgaseinlass, über welchen zusätzlich zu dem Abgas vorzugsweise ein Oxidationsmittel in die Vorwärmzone eingeleitet wird. Der Gaseinlass ist vorzugsweise an dem oberen Ende der Vorwärmzone angeordnet.Furthermore, in the GGR shaft furnace for carrying out the method, the gas inlet can be arranged in the preheating zone of the shaft operated as a combustion shaft. The gas inlet in the preheating zone of the combustion shaft is preferably a combustion gas inlet, via which an oxidizing agent is preferably introduced into the preheating zone in addition to the exhaust gas. The gas inlet is preferably arranged at the upper end of the preheating zone.

Weiter kann bei dem GGR-Schachtofen zur Durchführung des Verfahrens der Gaseinlass in dem Verbindungskanal zur gastechnischen Verbindung der Brennzonen der Schächte angeordnet und/oder in der Brennzone des Schachts, insbesondere desFurthermore, in the case of the GGR shaft furnace for carrying out the method, the gas inlet can be arranged in the connecting channel for the gas connection of the combustion zones of the shafts and/or in the combustion zone of the shaft, in particular of the

Regenerativschachts, und/oder in einem materialfreien Raum in dem Schacht angeordnet sein. Insbesondere ist der materialfreie Raum als aul3enliegender Ringraum ausgebildet, der sich umfangsmäBig um vorzugsweise den oberen, an die Brennzone angrenzenden Bereich der Kühlzone erstreckt.Regenerative shaft, and/or in a material-free space in the shaft. In particular, the material-free space is designed as an external annular space which extends circumferentially around preferably the upper region of the cooling zone adjacent to the combustion zone.

Weiter kann bei dem GGR-Schachtofen zur Durchführung des Verfahrens zwischen demFurthermore, in the case of the GGR shaft furnace, the process can be carried out between the

Abgasauslass und dem Gaseinlass in dem Verbindungskanal zur gastechnischenExhaust outlet and the gas inlet in the connecting channel to the gas technical

Verbindung der Brennzonen der Schächte und/oder in der Brennzone einConnection of the combustion zones of the shafts and/or in the combustion zone

Wärmetauscher und/oder eine Heizeinrichtung, insbesondere eine elektrischeHeat exchanger and/or a heating device, in particular an electric

Heizvorrichtung, eine Solareinrichtung oder ein Verbrennungsreaktor, zum Erwärmen des Abgases angeordnet sein. Beispielsweise ist der Wärmetauscher inHeating device, a solar device or a combustion reactor, for heating the exhaust gas. For example, the heat exchanger is in

Strömungsrichtung des Abgases vor der Heizvorrichtung angeordnet. Es ist ebenfalls denkbar, dass lediglich ein Wärmetauscher oder eine Heizvorrichtung zur Erwärmung des Abgases vorhanden sind.Flow direction of the exhaust gas is arranged upstream of the heating device. It is also conceivable that only a heat exchanger or a heating device is present to heat the exhaust gas.

Maerz Ofenbau AG 221773P00LU thyssenkrupp AG 14.10.2022 LU103028 8/23Maerz Ofenbau AG 221773P00LU thyssenkrupp AG 14.10.2022 LU103028 8/23

Weiter kann bei dem GGR-Schachtofen zur Durchführung des Verfahrens die Kühlzone einen Kühlgaseinlass zum Einlassen von Kühlgas in die Kuhlzone und eineFurthermore, in the case of the GGR shaft furnace for carrying out the process, the cooling zone may have a cooling gas inlet for admitting cooling gas into the cooling zone and a

Kühlgasabzugseinrichtung zum Abführen von Kühlgas aus dem Schacht aufweisen.Have a cooling gas extraction device for removing cooling gas from the shaft.

Weiter kann bei dem GGR-Schachtofen zur Durchführung des Verfahrens einen materialfreien Raum innerhalb der Kühlzone des Schachts aufweisen. Insbesondere ist der materialfreie Raum als aufenliiegender Ringraum ausgebildet, der sich umfangsmäfig um vorzugsweise den oberen, an die Brennzone angrenzenden Bereich der Kühizone erstreckt. In dem materialfreien Ringraum ist insbesondere derFurthermore, the GGR shaft furnace can have a material-free space within the cooling zone of the shaft for carrying out the process. In particular, the material-free space is designed as an external annular space which extends circumferentially around preferably the upper area of the cooling zone adjacent to the combustion zone. In the material-free annular space, in particular, the

Kühlgasauslass angeordnet.Cooling gas outlet arranged.

Der materialfreie Raum der Kühlgasabzugseinrichtung ist beispielsweise alsThe material-free space of the cooling gas extraction device is, for example,

Innenzylinder ausgebildet, der sich insbesondere mittig und in vertikaler Richtung durch die Kühlzone erstreckt. Insbesondere erstreckt sich der Innenzylinder zumindest teilweise in die Brennzone hinein. In dem Innenzylinder ist der Kühlgasauslass zum Auslassen desInner cylinder is formed, which extends in particular centrally and in a vertical direction through the cooling zone. In particular, the inner cylinder extends at least partially into the combustion zone. In the inner cylinder, the cooling gas outlet for discharging the

Kühlgases aus dem Schacht angeordnet. Der Innenzylinder weist vorzugsweise einencooling gas from the shaft. The inner cylinder preferably has a

Kühlgaseinlass zum Einlassen von Kühlgas der Kühlzonen in das Innere desCooling gas inlet for letting cooling gas from the cooling zones into the interior of the

Innenzylinders auf, wobei der Kühlgaseinlass vorzugsweise unterhalb desinner cylinder, with the cooling gas inlet preferably below the

Kühlgasauslasses in dem Innenzylinder angeordnet ist. Insbesondere ist dercooling gas outlet is arranged in the inner cylinder. In particular, the

Kühlgaseinlass am unteren Ende der Kühlzone angeordnet, sodass das Kühlgas vorzugsweise durch die gesamte Kühlgaszone und anschließend in den Innenzylinder der Kühlgasabzugseinrichtung strömt. Innerhalb des Innenzylinders strömt das Kühlgas vorzugsweise nach unten in Richtung des Kühlgasauslasses und in dieCooling gas inlet is arranged at the lower end of the cooling zone, so that the cooling gas preferably flows through the entire cooling gas zone and then into the inner cylinder of the cooling gas extraction device. Within the inner cylinder, the cooling gas preferably flows downwards towards the cooling gas outlet and into the

Kühlgasabzugsleitung. Eine als Innenzylinder ausgebildete Kühlgasabzugseinrichtung ermöglicht eine geringe Bauhöhe der Kühlzone und ein vergleichsweise einfachesCooling gas extraction line. A cooling gas extraction device designed as an internal cylinder enables a low installation height of the cooling zone and a comparatively simple

Umrüsten von bekannten GGR-Schachtöfen.Conversion of known PFR shaft furnaces.

Verbindungskanal zur gastechnischen Verbindung der Kühlzonen der beiden Schächte ausgebildet, wobei der Kühlgasauslass vorzugsweise in dem Verbindungskanal, insbesondere mittig angeordnet ist.A connecting channel is formed for the gas-technical connection of the cooling zones of the two shafts, wherein the cooling gas outlet is preferably arranged in the connecting channel, in particular centrally.

Maerz Ofenbau AG 221773P00LU thyssenkrupp AG 14.10.2022 LU103028 9/23Maerz Ofenbau AG 221773P00LU thyssenkrupp AG 14.10.2022 LU103028 9/23

Die Kuhlgasabzugseinrichtung ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass sie das gesamte Kühlgas aus dem Schacht auslässt, sodass vorzugsweise kein Kühlgas in dieThe cooling gas extraction device is preferably designed in such a way that it discharges all the cooling gas from the shaft, so that preferably no cooling gas enters the

Brennzone oder den Verbindungskanal zur Verbindung der Brennzonen der Schächte gelangt. Insbesondere ist die Kühlgasabzugseinrichtung mit einem Regelorgan, wie einercombustion zone or the connecting channel connecting the combustion zones of the shafts. In particular, the cooling gas extraction device is equipped with a control device, such as a

Klappe oder einem Ventil, zur Einstellung der Menge an abzuziehendem Kühlgas verbunden.A flap or valve for adjusting the amount of cooling gas to be removed.

Weiter kann bei dem GGR-Schachtofen zur Durchführung des Verfahrens dieFurthermore, in the case of the GGR shaft furnace, the

Kühlgasabzugseinrichtung mit einem Wärmetauscher zur Erwärmung des Abgases verbunden sein. Die Kühlgasabzugseinrichtung ist insbesondere mittels derCooling gas extraction device must be connected to a heat exchanger for heating the exhaust gas. The cooling gas extraction device is connected in particular by means of the

Kühlgasabzugsleitung mit dem Wärmetauscher verbunden. Der Wärmetauscher dient vorzugsweise der Erwärmung des Abgases, das über den Abgasauslass aus derCooling gas exhaust line connected to the heat exchanger. The heat exchanger is primarily used to heat the exhaust gas, which is discharged from the

Vorwärmzone des Regenerativschachts ausgelassen wurde. Der Wärmetauscher ist insbesondere mit dem — Abgasauslass und dem —Kühlgasauslass derPreheating zone of the regenerative shaft was omitted. The heat exchanger is connected in particular to the — exhaust gas outlet and the — cooling gas outlet of the

Kühlgasabzugseinrichtung verbunden.Cooling gas extraction device connected.

Weiter kann bei dem GGR-Schachtofen zur Durchführung des Verfahrens jeder Schacht einen Verbrennungsgaseiniass zum Einlassen von Verbrennungsgas in dieFurthermore, in the case of the GGR shaft furnace for carrying out the process, each shaft can have a combustion gas inlet for admitting combustion gas into the

Vorwärmzone und/oder die Brennzone aufweisen, wobei der Verbrennungsgaseinlass mit einer Oxidationsmittelleitung zur Leitung eines Oxidationsmittels in den Schacht verbunden ist. Der Verbrennungsgaseinlass ist vorzugsweise mit dem Abgasauslass zurpreheating zone and/or the combustion zone, wherein the combustion gas inlet is connected to an oxidant line for supplying an oxidant into the shaft. The combustion gas inlet is preferably connected to the exhaust gas outlet for

Leitung des Abgases in den Schacht verbunden.Exhaust gas line connected to the shaft.

In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein Steuersystem für einen Gleichstrom-In a further aspect, the invention relates to a control system for a direct current

Gegenstrom-Regenerativ-Schachtofen, welches ausgebildet ist, das erfindungsgemäßeCountercurrent regenerative shaft furnace, which is designed to produce the inventive

Verfahren auszuführen. Bevorzugt weist das Steuersystem dazu ausführbarePreferably, the control system has executable

Programminstruktionen auf.program instructions.

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

Fig. 1 erster beispielhafter GGR-Schaftofen zur Durchführung des VerfahrensFig. 1 first exemplary PGR shaft furnace for carrying out the process

Fig. 2 zweiter beispielhafter GGR-Schaftofen zur Durchführung des VerfahrensFig. 2 Second exemplary PGR shaft furnace for carrying out the process

Maerz Ofenbau AG 221773P00LU thyssenkrupp AG 14.10.2022 LU103028 10/23Maerz Ofenbau AG 221773P00LU thyssenkrupp AG 14.10.2022 LU103028 10/23

Fig. 3 gesamter ZyklusFig. 3 entire cycle

Fig. 4 SchachtumsteuerungFig. 4 Shaft redirection

Fig. 5 Druckverlauf während der SchachtumsteuerungFig. 5 Pressure curve during shaft redirection

In den Figuren und den Bezugszeichen wird zwischen dem ersten Schacht und dem zweiten Schacht nicht unterschieden. Mit jedem Zyklus werden die Funktionen zwischen den beiden Schächten getauscht, sodass ein gemeinsames Bezugszeichen für den ersten Schacht und den zweiten Schacht sowie die entsprechenden Komponenten sinnvoll ist.In the figures and the reference symbols, no distinction is made between the first shaft and the second shaft. With each cycle, the functions are swapped between the two shafts, so a common reference symbol for the first shaft and the second shaft and the corresponding components makes sense.

Fig. 1 zeigt einen GGR-Schachtofen 1 mit zwei parallelen und vertikal ausgerichtetenFig. 1 shows a PFR shaft furnace 1 with two parallel and vertically aligned

Schächten 2. Die Schächte 2 des GGR-Schachtofens 1 sind im 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 einen Materialeinlass 3 auf zumShafts 2. The shafts 2 of the GGR shaft furnace 1 are essentially identical in design, so that in Fig. 1 only one of the two shafts 2 is provided with a reference number and in the following, for the sake of simplicity, only one of the two shafts 2 is described. Each shaft 2 has a material inlet 3 for

Einlassen von zu brennenden Material in den jeweiligen Schacht 2 des GGR-Introducing material to be burned into the respective shaft 2 of the GGR

Schachtofens 1. Bei dem zu brennenden Material handelt es sich insbesondere umShaft furnace 1. The material to be burned is in particular

Kalkstein und/oder Dolomitstein vorzugsweise mit einer Korngröße von 10 bis 200 mm, vorzugsweise von 15 bis 120 mm, hôchstvorzugsweise 30 bis 100 mm. Die _Materialeinlässe 3 sind beispielhaft an dem oberen Ende des jeweiligen Schachts 2 angeordnet, sodass das Material durch den Materialeinlass 3 schwerkraftbedingt in denLimestone and/or dolomite stone preferably with a grain size of 10 to 200 mm, preferably 15 to 120 mm, most preferably 30 to 100 mm. The material 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 umFuels. The combustion gas is, for example,

Maerz Ofenbau AG 221773P00LU thyssenkrupp AG 14.10.2022 LU103028 11/23 entstaubtes Abgas zumindest eines der Schächte 2, wobei das Abgas vorzugsweise mitMaerz Ofenbau AG 221773P00LU thyssenkrupp AG 14.10.2022 LU103028 11/23 dedusted exhaust gas from at least one of the shafts 2, wherein the exhaust gas is preferably

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 einem mengenregulierbarem Verdichter 35, 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 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 35. The combustion gas inlet 12 and the exhaust gas outlet 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 einenThe fired material is fed, for example, 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

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

Kühlgas wird vorzugsweise mittels eines Verdichters 33 in den Kühlgaseinlass geleitet.Cooling gas is preferably fed into the cooling gas inlet by means of a compressor 33.

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, durch den jeweiligen Schacht 2 strömt. Das Ofenabgas wird durch den Abgasauslass 6 aus dem Schacht 2 abgeführt.Countercurrent to the material flowing through the respective shaft 2. The furnace exhaust gas is discharged from the shaft 2 through the exhaust gas outlet 6.

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.

Maerz Ofenbau AG 221773P00LU thyssenkrupp AG 14.10.2022 LU103028 12/23Maerz Ofenbau AG 221773P00LU thyssenkrupp AG 14.10.2022 LU103028 12/23

In der Vorwärmzone 21 sind optional eine Mehrzahl von Brennerlanzen 10 angeordnet und dienen jeweils als Einlass für Brennstoff, wie beispielsweise ein Brenngas, Öl oder gemahlener fester Brennstoff. Der GGR-Schachtofen 1 weist beispielsweise eineA 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. Through the

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

Vorzugsweise werden die Brennerlanzen 10 mittels des über den Abgasauslass 6 abgefuhrten 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 Brennstoffleitung 9 zur Leitung vonThe burner lances 10 are preferably provided with a fuel line 9 for supplying

Brennstoff zu den Brennerlanzen 10 verbunden. Die Brennstoffleitung 9 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 denFuel is connected to the burner lances 10. The fuel line 9 is, for example, at least partially designed as a ring line which 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

Maerz Ofenbau AG 221773P00LU thyssenkrupp AG 14.10.2022 LU103028 13/23Maerz Ofenbau AG 221773P00LU thyssenkrupp AG 14.10.2022 LU103028 13/23

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.

Die Fig. 1 zeigt beispielhaft einen GGR-Kalkofen 1 mit runden Schachtquerschnitten. DerFig. 1 shows an example of a GGR lime kiln 1 with round shaft cross-sections.

Schachtquerschnitt kann jedoch eine andere geometrische Kontur aufweisen, wie beispielsweise rund, halbrund, oval, viereckig oder vieleckig. Die Brennzone 20 erstreckt sich beispielhaft in einem ersten und einem zweiten Schachtabschnitt, wobei der ersteHowever, the shaft cross-section can have a different geometric contour, such as round, semi-circular, oval, square or polygonal. The combustion zone 20 extends, for example, in a first and a second shaft section, the first

Schachtabschnitt einen im Wesentlichen konstanten oder nach unten geringfügig grösser werdenden Querschnitt aufweist. An den ersten Schachtabschnitt schließt sich inShaft section has a substantially constant cross-section or one that increases slightly towards the bottom. The first shaft section is followed by

Strömungsrichtung des Materials ein zweiter Schachtabschnitt an, der einen sich inFlow direction of the material a second shaft section, which has a

Strömungsrichtung des Materials verringernden Schachtquerschnitt aufweist. Der ersteThe first

Schachtabschnitt erstreckt sich mit seinem unteren Bereich in den oberen Bereich des zweiten Schachtabschnitts hinein, sodass sich ein Ringkanal 18 zwischen den beidenThe lower part of the shaft section extends into the upper part of the second shaft section, so that a ring channel 18 is formed between the two

Schachtabschnitten ausbildet. Der Ringkanal 18 bildet einen materialfreien Raum aus, in dem kein zu brennendes Material angeordnet ist. Der zweite Schachtabschnitt weist in seinem oberen Bereich einen größeren Querschnitt als der erste Schachtabschnitt auf, wobei sich der Querschnitt des zweiten Schachtabschnitts in Strömungsrichtung desThe annular channel 18 forms a material-free space in which no material to be burned is arranged. The second shaft section has a larger cross-section in its upper area than the first shaft section, with the cross-section of the second shaft section extending in the flow direction of the

Materials auf den Querschnitt des ersten Schachtabschnitts reduziert und vorzugsweise das untere Ende der Brennzone 20 ausbildet. Der Ringkanal 18 erstreckt sich vorzugsweise umfangsmäBig um den unteren Bereich des ersten Schachtabschnitts derMaterial is reduced to the cross-section of the first shaft section and preferably forms the lower end of the combustion zone 20. The annular channel 18 preferably extends circumferentially around the lower region of the first shaft section of the

Brennzone 20. Die Schächte 2 der Fig. 1 weisen beispielsweise jeweils einen Ringkanal 18 auf, die mit dem Verbindungskanal 19 verbunden sind.Combustion zone 20. The shafts 2 of Fig. 1 each have, for example, an annular channel 18 which are connected to the connecting channel 19.

An die Brennzone 20 schließt sich in Strömungsrichtung des Materials in jedem Schacht 2 eine Kühlzone 22 an, die sich bis zum Materialauslass 40 erstreckt. Die Kühlzone ist in einem Schachtabschnitt mit einem im Wesentlichen konstanten oder nach unten kleiner werdendem Querschnitt ausgebildet. Der Querschnitt des Schachtabschnitts derThe combustion zone 20 is followed in the direction of flow of the material in each shaft 2 by a cooling zone 22 which extends to the material outlet 40. The cooling zone is formed in a shaft section with a substantially constant cross-section or one which decreases downwards. The cross-section of the shaft section of the

Kühlzone 22 ist größer als der Querschnitt des unteren Bereichs der Brennzone 20, sodass sich an dem oberen Ende der Kühlzone 22 und angrenzend an die Brennzone 20 ein weiterer materialfreier Raum 17, insbesondere ein ringförmiger Absatz ausbildet, in dem kein Material angeordnet ist. Das Material wird innerhalb der Kühlzone 22 auf etwa 100 °C im Gegenstrom zu dem Material strömendem Kühlgas abgekühlt. Am unterenCooling zone 22 is larger than the cross section of the lower area of the combustion zone 20, so that at the upper end of the cooling zone 22 and adjacent to the combustion zone 20, another material-free space 17, in particular an annular shoulder, in which no material is arranged, is formed. The material is cooled within the cooling zone 22 to approximately 100 °C in countercurrent to the cooling gas flowing through the material. At the lower

Maerz Ofenbau AG 221773P00LU thyssenkrupp AG 14.10.2022 LU103028 14/23Maerz Ofenbau AG 221773P00LU thyssenkrupp AG 14.10.2022 LU103028 14/23

Ende der Kühlzone 22 ist eine vorzugsweise kegelförmige Strömungseinrichtung angeordnet, die zur Leitung des Materials in Richtung der Schachtwand dient.At the end of the cooling zone 22, a preferably conical flow device is arranged, which serves to guide the material in the direction of the shaft wall.

Jede Kühlzone 22 weist jeweils eine Kühlluftauslassvorrichtung 17 mit jeweils einemEach cooling zone 22 has a cooling air outlet device 17 with a

Kühlgasauslass 29 auf. In dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 ist dieCooling gas outlet 29. In the embodiment of Fig. 1, the

Kühlluftauslassvorrichtung 17 als materialfreier, insbesondere ringförmiger Raum 17 ausgebildet. Der Kühlgasauslass 29 ist vorzugsweise in der Schachtwand des materialfreien Raums 17 am oberen Ende der Kühlzone 22 angeordnet. Das über denCooling air outlet device 17 is designed as a material-free, in particular annular space 17. The cooling gas outlet 29 is preferably arranged in the shaft wall of the material-free space 17 at the upper end of the cooling zone 22. The cooling gas

Kühlgaseinlass 23 in die Kühlzone 22 strömende Kühlgas strömt vorzugsweise vollständig aus dem Kühlgasauslass 29 der Kühlluftauslassvorrichtung 17 aus dem jeweiligen Schacht 2 heraus.Cooling gas flowing into the cooling zone 22 via the cooling gas inlet 23 preferably flows completely out of the cooling gas outlet 29 of the cooling air outlet device 17 from the respective shaft 2.

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. InPreheating zone 21 of the combustion shaft is heated to a temperature of about 700 °C. In

Maerz Ofenbau AG 221773P00LU thyssenkrupp AG 14.10.2022 LU103028 15/23 dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 wird der linke Schacht 2 als Brennschacht betrieben, wobei der rechte Schacht 2 als Regenerativschacht betrieben wird.Maerz Ofenbau AG 221773P00LU thyssenkrupp AG 14.10.2022 LU103028 15/23 In the embodiment of Fig. 1, the left shaft 2 is operated as a combustion shaft, while the right shaft 2 is operated as a regenerative shaft.

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 in den als Ringkanal 18 ausgebildeten materialfreienMaterial within the combustion zone 20 into the material-free

Raum. Von dem materialfreien Raum 18 strömt das Gas über den Verbindungskanal 19 in den als Regenerativschacht betriebenen Schacht 2. Innerhalb desRoom. From the material-free room 18, the gas flows through the connecting channel 19 into the shaft 2, which is operated as a regenerative shaft. Within the

Regenerativschachts strömt das Gas von dem Verbindungskanal 19 und dem materialfreien Raum 18 des Regenerativschachts im Gegenstrom zu dem zu brennendenRegenerative shaft, the gas flows from the connecting channel 19 and the material-free space 18 of the regenerative shaft in countercurrent to the material to be burned.

Material durch die Brennzone 20 in die Vorwärmzone 21 und verlässt denMaterial passes through the combustion zone 20 into the preheating zone 21 and leaves the

Regenerativschacht durch den Abgasauslass 6 des Regenerativschachts. Vorzugsweise weist das aus dem Schacht 2 ausgelassene Abgas eine Temperatur von 60 °C bis 160 °C, vorzugsweise 100 °C, auf.Regenerative shaft through the exhaust gas outlet 6 of the regenerative shaft. Preferably, the exhaust gas discharged from the shaft 2 has a temperature of 60 °C to 160 °C, preferably 100 °C.

Das Abgas wird in eine sich an den Abgasauslass 6 anschließende Abgasleitung 39 geleitet. Die Abgasleitung 39 weist in Strömungsrichtung des Abgases im Anschluss an den Abgasauslass 6 optional einen Abgasfilter 31 zum Filtern von feinen Partikeln, insbesondere Staub, aus dem Abgas auf. Stromabwärts des Abgasfilters 31 weist dieThe exhaust gas is fed into an exhaust line 39 connected to the exhaust outlet 6. The exhaust line 39 optionally has an exhaust filter 31 for filtering fine particles, in particular dust, from the exhaust gas in the flow direction of the exhaust gas following the exhaust outlet 6. Downstream of the exhaust filter 31, the

Abgasleitung 39 eine Abzweigung auf, wobei ein Teil des Abgases in einerExhaust pipe 39 has a branch, whereby part of the exhaust gas is

Verbrennungsgasleitung 4 zu dem Verbrennungsgaseinlass 12 geleitet wird.Combustion gas line 4 to the combustion gas inlet 12.

Stromabwärts der Abzweigung weist die Verbrennungsgasleitung 4 in Strömungsrichtung des Abgases beispielhaft ein Regelorgan, wie beispielsweise eine Drosselklappe, und einen Verdichter 35 auf. Die Verbrennungsgasleitung 4 ist vorzugsweise mit denDownstream of the branch, the combustion gas line 4 has, in the flow direction of the exhaust gas, for example, a control element, such as a throttle valve, and a compressor 35. The combustion gas line 4 is preferably connected to the

Verbrennungsgaseinlässen 12 der Schachte 2 verbunden, wobei über ein demCombustion gas inlets 12 of the shafts 2, whereby a

Verbrennungsgaseinlass 12 vorgeschaltetes Regelorgan vorzugsweise lediglich demCombustion gas inlet 12 upstream control element preferably only the

Verbrennungsgaseinlass 12 des als Brennschacht betriebenen Schachts 2 das AbgasCombustion gas inlet 12 of the shaft 2 operated as a combustion shaft, the exhaust gas

Maerz Ofenbau AG 221773P00LU thyssenkrupp AG 14.10.2022 LU103028 16/23 zugeführt wird. Die Verbrennungsgasleitung 4 ist vorzugsweise mit einerMaerz Ofenbau AG 221773P00LU thyssenkrupp AG 14.10.2022 LU103028 16/23 The combustion gas line 4 is preferably equipped with a

Oxidationsmittelleitung 14 verbunden, sodass ein Oxidationsmittel, vorzugsweise reinerOxidant line 14 is connected so that an oxidant, preferably pure

Sauerstoff, in die Verbrennungsgasleitung 4 und anschließend zusammen mit demOxygen, into the combustion gas line 4 and then together with the

Abgas über den Verbrennungsgaseinlass 12 in den Schacht 2 eingeführt wird. Es ist ebenfalls denkbar, dass als Oxidationsmittel ein sauerstoffreiches Gas mit einemExhaust gas is introduced into the shaft 2 via the combustion gas inlet 12. It is also conceivable that an oxygen-rich gas with a

Sauerstoffanteil von mindestens 70 bis 95%, vorzugsweise 90% in dieOxygen content of at least 70 to 95%, preferably 90% in the

Verbrennungsgasleitung 4 eingeführt wird.Combustion gas line 4 is introduced.

Der Teil des Abgases, der nicht zu dem Verbrennungsgaseinlass 12 zurückgeführt wird, wird in der Abgasleitung 39 einem Gaseinlass 15 in dem Verbindungskanal 19 zugeführt.The part of the exhaust gas which is not returned to the combustion gas inlet 12 is fed in the exhaust line 39 to a gas inlet 15 in the connecting channel 19.

Die Abgasleitung 39 weist stromabwärts der Abzweigung der Verbrennungsgasleitung 4 in Strömungsrichtung des Abgases vorzugsweise einen mengenregulierbaren Verdichter 36, einen Wärmetauscher 43 und optional eine Heizeinrichtung 8 zur Erwärmung desThe exhaust line 39 has, downstream of the branch of the combustion gas line 4 in the flow direction of the exhaust gas, preferably a volume-adjustable compressor 36, a heat exchanger 43 and optionally a heating device 8 for heating the

Abgases auf. Der Wärmetauscher 43 ist beispielhaft als Rekuperator ausgebildet, wobei das Abgas im Gegenstrom zu dem abgezogenen Kühlgas erwärmt wird und sich dasThe heat exchanger 43 is designed as a recuperator, whereby the exhaust gas is heated in countercurrent to the extracted cooling gas and the

Kühlgas gleichzeitig abkühlt. Der Wärmetauscher 43 ist insbesondere über eineCooling gas cools down at the same time. The heat exchanger 43 is in particular

Kühlgasabzugsleitung 11 mit den Kühlgasauslässen 29 beider Schachte 2 verbunden, sodass das Abgas in dem Wärmetauscher 43 mittels des abgezogenen Kühlgases vorzugsweise im Gegenstrom erwärmt wird. Im Anschluss an den Wärmetauscher weist die Kühlgasabzugsleitung 11 optional ein Regelorgan zum Einstellen der abzuziehendenCooling gas discharge line 11 is connected to the cooling gas outlets 29 of both shafts 2, so that the exhaust gas in the heat exchanger 43 is heated by means of the extracted cooling gas, preferably in countercurrent. Following the heat exchanger, the cooling gas discharge line 11 optionally has a control element for adjusting the amount of cooling gas to be extracted.

Kühlgasmenge und einen Filter 16 zum Entstauben des Kühlgases auf. Das Abgas wird in dem Wärmetauscher 43 und/oder der Heizeinrichtung 8 vorzugsweise auf einecooling gas quantity and a filter 16 for removing dust from the cooling gas. The exhaust gas is preferably cooled in the heat exchanger 43 and/or the heating device 8 to a

Temperatur von etwa 900 °C bis 1100 °C, insbesondere 1000 °C erhitzt. Es ist ebenfalls denkbar, dass die Abgasleitung 39 lediglich einen Wärmetauscher 43 oder eineTemperature of about 900 °C to 1100 °C, in particular 1000 °C. It is also conceivable that the exhaust pipe 39 only has a heat exchanger 43 or a

Heizeinrichtung 8 zur Erwärmung des Abgases aufweist. Beispielsweise wird das Abgas in dem Wärmetauscher 43 auf eine Temperatur von etwa 600 °C und anschließend in der Heizeinrichtung 8 auf eine Temperatur von etwa 1000 °C erhitzt.Heating device 8 for heating the exhaust gas. For example, the exhaust gas is heated in the heat exchanger 43 to a temperature of approximately 600 °C and then in the heating device 8 to a temperature of approximately 1000 °C.

Bei der Heizeinrichtung 8 handelt es sich beispielsweise um eine elektrisch betriebeneThe heating device 8 is, for example, an electrically operated

Heizeinrichtung. Insbesondere wird die Heizeinrichtung mittels Solarenergie betriebenen.Heating device. In particular, the heating device is operated using solar energy.

Es ist ebenfalls denkbar, dass die Heizeinrichtung 8 einen Wärmetauscher umfasst, wobei das im Gegenstrom strômende Warmemittel Uber Solarenergie erhitzt wird. DieIt is also conceivable that the heating device 8 comprises a heat exchanger, whereby the countercurrent flowing heat medium is heated via solar energy.

Heizeinrichtung 8 ist vorzugsweise als Verbrennungsreaktor zur Verbrennung vonHeating device 8 is preferably designed as a combustion reactor for the combustion of

Maerz Ofenbau AG 221773P00LU thyssenkrupp AG 14.10.2022 LU103028 17/23 vorzugsweise erneuerbaren Energieträgern, wie Holz, ausgebildet, wobei dieMaerz Ofenbau AG 221773P00LU thyssenkrupp AG 14.10.2022 LU103028 17/23 preferably renewable energy sources, such as wood, whereby the

Verbrennung vorzugsweise derart erfolgt, dass das Verbrennungsgas einen hohen COz-Combustion preferably takes place in such a way that the combustion gas has a high CO2

Anteil von mindestens 90 % aufweist.share of at least 90%.

Stromaufwärts des Wärmetauschers 43 wird ein Teil des Abgases abgezweigt und über einen Kühleinrichtung 32 mittels eines Verdichters 37 abgeführt. Vorzugsweise wird gesamte CO2-Menge aus der Kalzinierung und der Verbrennung sowie das Wasser aus der Verbrennung aus dem GGR-Schachtofen 1 abgeführt. Die Kühleinrichtung 32 ist beispielsweise ein Wärmetauscher, der vorzugsweise mit einem Kühlmittel, wie Wasser, im Gegenstrom bestrieben wird. Die Abgasleitung weist beispielhaft vor und nach derUpstream of the heat exchanger 43, part of the exhaust gas is branched off and discharged via a cooling device 32 by means of a compressor 37. Preferably, the entire amount of CO2 from the calcination and combustion as well as the water from the combustion are discharged from the PGR shaft furnace 1. The cooling device 32 is, for example, a heat exchanger, which is preferably operated with a coolant, such as water, in countercurrent. The exhaust gas line has, for example,

Abzweigung des abzuführenden Abgases jeweils einen Verdichter 34, 36 auf.A compressor 34, 36 is provided for branching off the exhaust gas to be discharged.

Der Verbindungskanal 19 weist einen Gaseinlass 15 zum Einlassen von rezirkuliertemThe connecting channel 19 has a gas inlet 15 for admitting recirculated

Abgas in den Verbindungskanal 19 auf. Der Gaseinlass 15 ist Uber die Abgasleitung 39 mit dem Abgasauslass 6 des Schachts 2 verbunden, sodass aus dem Schacht 2 abgeführtes, entstaubtes und erwärmtes Abgas in den Verbindungskanal 19 geleitet wird.Exhaust gas into the connecting channel 19. The gas inlet 15 is connected via the exhaust line 39 to the exhaust gas outlet 6 of the shaft 2, so that exhaust gas discharged from the shaft 2, dedusted and heated, is led into the connecting channel 19.

Der Gaseinlass 15 ist beispielhaft mittig in der oberen Wand des Gaskanal 15 angeordnet. Es ist ebenfalls denkbar, dass der Gaseinlass 15 an einer davon abweichenden Position in der Wand des Verbindungskanals 19 oder in den Ringkanälen 18 angeordnet ist. Es ist ebenfalls denkbar, dass eine Mehrzahl von Gaseinlassen 15 in dem Verbindungskanal 19 oder in den Ringkanälen 18 angebracht sind, die jeweils mit der Abgasleitung 39 verbunden sind.The gas inlet 15 is arranged, for example, centrally in the upper wall of the gas channel 15. It is also conceivable that the gas inlet 15 is arranged at a different position in the wall of the connecting channel 19 or in the ring channels 18. It is also conceivable that a plurality of gas inlets 15 are arranged in the connecting channel 19 or in the ring channels 18, each of which is connected to the exhaust line 39.

Fig. 1 zeigt des Weiteren beispielhaft zwei Gasanalyseeinrichtungen 45, 46. DieFig. 1 also shows two gas analysis devices 45, 46 as examples.

Gasanalyseeinrichtungen 45, 46 sind derart ausgebildet, dass sie jeweils den Sauerstoff- und/oder den CO.-Gehalt des jeweiligen Gases ermitteln. Eine Gasanalyseeinrichtung 45 ist beispielhaft in der Abgasleitung 39 stromabwärts der Abzweigung derGas analysis devices 45, 46 are designed in such a way that they determine the oxygen and/or CO content of the respective gas. A gas analysis device 45 is arranged, for example, in the exhaust line 39 downstream of the branch of the

Verbrennungsgasleitung 4 angeordnet und zur Ermittlung des Sauerstoff- und/oder denCombustion gas line 4 and for determining the oxygen and/or the

CO.-Gehalt des Abgases ausgebildet. Die Gasanalyseeinrichtung 45 ist insbesondere mit einer nicht dargestellten Regelungseinrichtung zur Übermittlung des ermitteltenCO. content of the exhaust gas. The gas analysis device 45 is in particular equipped with a control device (not shown) for transmitting the determined

Sauerstoff- und/oder den CO.-Gehalts des Abgases verbunden.Oxygen and/or CO content of the exhaust gases.

Maerz Ofenbau AG 221773P00LU thyssenkrupp AG 14.10.2022 LU103028 18/23Maerz Ofenbau AG 221773P00LU thyssenkrupp AG 14.10.2022 LU103028 18/23

Die Oxidationsmittelleitung 14 weist vorzugsweise ein Regelorgan auf, wie beispielsweise ein Ventil oder eine Klappe auf, Uber welches die Menge anThe oxidant line 14 preferably has a control element, such as a valve or a flap, via which the amount of

Oxidationsmittel in die Verbrennungsgasleitung 4 einstellbar ist. Das Regelorgan ist vorzugsweise mit der Regeleinrichtung verbunden, wobei die Regeleinrichtung insbesondere derart ausgebildet ist, dass sie die Menge an Oxidationsmittel in dieoxidizing agent into the combustion gas line 4 is adjustable. The control element is preferably connected to the control device, wherein the control device is designed in particular such that it controls the amount of oxidizing agent in the

Verbrennungsgasleitung 4 in Abhängigkeit des mittels der Gasanalyseeinrichtung 45 ermittelten Sauerstoff- und/oder den CO--Gehalts des Abgases regelt.Combustion gas line 4 is regulated depending on the oxygen and/or CO content of the exhaust gas determined by means of the gas analysis device 45.

Die Regelung dient insbesondere einer vollstandigen Verbrennung des Brennstoffes, der über die Brennstoffleitung 9 dem GGR-Schachtofen 1 zugeführt wird. Ein unerwünscht hoher Sauerstoffanteil in der Abgasleitung 39 wird damit verhindert. Zur Kontrolle des gewünschten COz-Gehalts in der Abgasleitung 39, wird der COz-Gehalt ebenfalls gemessen.The control serves in particular to ensure complete combustion of the fuel that is fed to the GGR shaft furnace 1 via the fuel line 9. An undesirably high oxygen content in the exhaust line 39 is thus prevented. To control the desired CO2 content in the exhaust line 39, the CO2 content is also measured.

Die Regelungseinrichtung ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass die den mittels derThe control device is preferably designed such that the

Gasanalyseeinrichtung 45 ermittelten Sauerstoff- und/oder den CO.-Gehalt mit einem jeweiligen vorabbestimmten Grenzwert oder Grenzbereich vergleicht und bei einerGas analysis device 45 determines the oxygen and/or CO content with a respective predetermined limit value or limit range and, in the case of a

Abweichung des ermittelten Wertes von dem Grenzwert oder Grenzbereich, die Menge an Oxidationsmittel in die Verbrennungsgasleitung erhöht oder verringert.Deviation of the determined value from the limit value or limit range, the amount of oxidizing agent in the combustion gas line increases or decreases.

Vorzugsweise wird die Menge an Oxidationsmittel erhöht, wenn der Grenzwert oderPreferably, the amount of oxidizing agent is increased if the limit or

Grenzbereich des ermittelten Sauerstoffgehalts unterschritten wird. Vorzugsweise wird die Menge an Oxidationsmittel verringert, wenn der Grenzwert oder Grenzbereich des ermittelten Sauerstoffgehalts überschritten wird.The amount of oxidizing agent is preferably reduced if the limit value or limit range of the determined oxygen content is exceeded.

Eine Gasanalyseeinrichtung 46 ist beispielhaft in der Kühlgasabzugsleitung 11, insbesondere stromabwarts des Wärmetauschers 43 und beispielsweise des Filters 16 angeordnet und zur Ermittlung des Sauerstoff- und/oder den CO.-Gehalt des abgeführtenA gas analysis device 46 is arranged, for example, in the cooling gas discharge line 11, in particular downstream of the heat exchanger 43 and, for example, the filter 16, and is used to determine the oxygen and/or CO content of the discharged

Kühlgases ausgebildet. Die Gasanalyseeinrichtung 46 ist insbesondere mit der nicht dargestellten Regelungseinrichtung zur Übermittlung des ermittelten Sauerstoff- und/oder den CO,-Gehalts des Kühlgases verbunden.The gas analysis device 46 is connected in particular to the control device (not shown) for transmitting the determined oxygen and/or CO2 content of the cooling gas.

Maerz Ofenbau AG 221773P00LU thyssenkrupp AG 14.10.2022 LU103028 19/23Maerz Ofenbau AG 221773P00LU thyssenkrupp AG 14.10.2022 LU103028 19/23

Die Kühlgasabzugsleitung 11 weist vorzugsweise ein Regelorgan auf, wie beispielsweise ein Ventil oder eine Klappe auf, über welches die Menge an über dieThe cooling gas discharge line 11 preferably has a control element, such as a valve or a flap, via which the amount of cooling gas discharged via the

Kühlgasabzugseinrichtung 17 abzuführendem Kühlgas einstellbar ist. Das Regelorgan ist vorzugsweise mit der Regeleinrichtung verbunden, wobei die Regeleinrichtung insbesondere derart ausgebildet ist, dass sie die Menge an Uber dieThe control element is preferably connected to the control device, wherein the control device is designed in particular such that it controls the amount of cooling gas to be discharged via the

Kühlgasabzugseinrichtung 17 abgeführtem Kühlgas in Abhängigkeit des mittels derCooling gas discharge device 17 discharged cooling gas depending on the

Gasanalyseeinrichtung 46 ermittelten Sauerstoff- und/oder den CO.-Gehalts desGas analysis device 46 determined oxygen and/or CO. content of the

Kühlgases regelt.regulates the cooling gas.

Die Regelung dient insbesondere einem möglichst vollständigen Abzug des Kühlgases aus dem GGR-Schachtofen 1 bei einem gleichzeitig möglichst geringen oder vorzugsweise keinem CO: in der Kühlgasabzugsleitung 11.The control serves in particular to ensure that the cooling gas is removed as completely as possible from the PFR shaft furnace 1 while at the same time keeping the amount of CO as low as possible or preferably no CO at all in the cooling gas removal line 11.

Gasanalyseeinrichtung 46 ermittelten Sauerstoff- und/oder den CO2-Gehalt mit einem jeweiligen vorabbestimmten Grenzwert oder Grenzbereich vergleicht und bei einerGas analysis device 46 determines the oxygen and/or CO2 content with a respective predetermined limit value or limit range and, in the case of a

Abweichung des ermittelten Wertes von dem Grenzwert oder Grenzbereich, die Menge über die Kühlgasabzugseinrichtung 17 abzuführendem Kühlgas erhöht oder verringert.Deviation of the determined value from the limit value or limit range, the amount of cooling gas to be discharged via the cooling gas discharge device 17 increases or decreases.

Vorzugsweise wird die Menge an Kühlgas erhöht, wenn der Grenzwert oderPreferably, the amount of cooling gas is increased if the limit or

Grenzbereich des ermittelten CO.-Gehalts unterschritten wird. Vorzugsweise wird dielimit range of the determined CO. content is not exceeded. Preferably, the

Menge an Kühlgas verringert, wenn der Grenzwert oder Grenzbereich des ermitteltenAmount of cooling gas is reduced if the limit or limit range of the determined

CO2-Gehalt überschritten wird.CO2 content is exceeded.

Fig. 2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines GGR-Schachtofens, wobei dieser größtenteils dem GGR-Schachtofen der Fig. 1 entspricht. Gleiche Elemente sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. In dem GGR-Schachtofen 1 der Fig. 2 wird beispielhaft der linke Schacht 2 als Brennschacht betrieben. Im Unterschied zu demFig. 2 shows another embodiment of a GGR shaft furnace, which largely corresponds to the GGR shaft furnace of Fig. 1. The same elements are provided with the same reference numerals. In the GGR shaft furnace 1 of Fig. 2, the left shaft 2 is operated as a combustion shaft. In contrast to the

GGR-Schachtofen der Fig. 1 weist der GGR-Schachtofen 1 der Fig. 2 eineGGR shaft furnace of Fig. 1, the GGR shaft furnace 1 of Fig. 2 has a

Kühlgasabzugseinrichtung 17 auf, die einen Innenzylinder 26 umfasst, der sich von derCooling gas extraction device 17, which comprises an inner cylinder 26 which extends from the

Kühlzone 22 zumindest teilweise in die Brennzone 20 erstreckt und einenCooling zone 22 extends at least partially into the combustion zone 20 and has a

Kühlgasauslass 29 aufweist, der mit der Kühlgasabzugsleitung 11 verbunden ist.Cooling gas outlet 29 which is connected to the cooling gas discharge line 11.

Maerz Ofenbau AG 221773P00LU thyssenkrupp AG 14.10.2022 LU103028 20/23Maerz Ofenbau AG 221773P00LU thyssenkrupp AG 14.10.2022 LU103028 20/23

Die Kühlzone 22 ist beispielhaft in einem Schachtabschnitt ausgebildet, der einen in etwa konstanten Querschnitt aufweist, wobei der Schachtquerschnitt der Kühlzone 22 demThe cooling zone 22 is formed, for example, in a shaft section which has an approximately constant cross-section, wherein the shaft cross-section of the cooling zone 22 corresponds to the

Schachtquerschnitt dem unteren Bereich der Brennzone 20 entspricht. Der materialfreieShaft cross-section corresponds to the lower area of the combustion zone 20. The material-free

Ringraum des GGR-Schachtofens der Fig. 1, ist daher in dem Ausführungsbeispiel derAnnular space of the GGR shaft furnace of Fig. 1, is therefore in the embodiment of the

Fig. 2 nicht ausgebildet. Jeder Schacht 2 des GGR-Schachtofens 1 der Fig. 2 weist einenFig. 2 is not formed. Each shaft 2 of the PFR shaft furnace 1 of Fig. 2 has a

Innenzylinder 29 auf, der sich mittig in vertikaler Richtung durch die Kühlzone 22 erstreckt. Beispielhaft erstreckt sich der Innenzylinder 29 von der Austragseinrichtung 41 durch die Kühlzone 22 in die Brennzone 20 bis auf die Höhe des Verbindungskanals 19.Inner cylinder 29, which extends centrally in a vertical direction through the cooling zone 22. For example, the inner cylinder 29 extends from the discharge device 41 through the cooling zone 22 into the combustion zone 20 up to the height of the connecting channel 19.

Zur Kühlung des Innenzylinders 29 sind in dessen AuRenwände eine Mehrzahl vonFor cooling the inner cylinder 29, a plurality of

Kühlluftkanälen ausgebildet, die mit einer Kühlluftleitung 7 zur Leitung von Kühlluft verbunden sind. Die Kühlluft wird vorzugsweise mittels eines Verdichters 38 über dieCooling air channels are formed, which are connected to a cooling air line 7 for conducting cooling air. The cooling air is preferably supplied by means of a compressor 38 via the

Kühlluftleitung 7 in die Kühlluftkanäle des Innenzylinders 26 geleitet. Die erwärmteCooling air line 7 into the cooling air channels of the inner cylinder 26. The heated

Kühlluft wird beispielhaft in die Kühlgasabzugsleitung 11 geleitet und vorzugsweise zurCooling air is fed into the cooling gas exhaust line 11 and preferably to the

Erwärmung des Abgases in den Wärmetauscher 43 geführt. Die Innenzylinder 26 weisenHeating of the exhaust gas in the heat exchanger 43. The inner cylinders 26 have

Jeweils einen sich radial nach außen erstreckenden Kühllufteinlass 27 und einenA radially outwardly extending cooling air inlet 27 and a

Kühlluftauslass 28, die mit der Kühlluftleitung 7 verbunden sind.Cooling air outlet 28, which are connected to the cooling air line 7.

Der Innenzylinder 26 der Kühlgasabzugseinrichtung 17 weist einen Kühlgasauslass 29 auf, der sich von dem Innenzylinder 26 radial nach außen durch die Schachtwand erstreckt und der Leitung von Kühlgas aus dem Innenzylinder in dieThe inner cylinder 26 of the cooling gas extraction device 17 has a cooling gas outlet 29 which extends radially outward from the inner cylinder 26 through the shaft wall and serves to conduct cooling gas from the inner cylinder into the

Kühlgasabzugsleitung 11 dient. Der Innenzylinder 26 weist des Weiteren einenCooling gas discharge line 11. The inner cylinder 26 also has a

Kühlgaseinlass 30 zum Einlassen von Kühlgas aus der Kühlzone 22 in den Innenzylinder 26 auf. Der Kühlgaseinlass 30 erstreckt sich durch die Innenzylinderwand in die Kühlzone 22 und verbindet das Innere des Innenzylinders 26 mit der Kühlzone 22. Beispielhaft weist jeder Innenzylinder 26 vier Kühlgaseinlässe 30 auf, die jeweils auf gleicher Höhe in der Innenzylinderwand ausgebildet sind und sich vorzugsweise gleichmäßig zueinander beabstandet sternförmig nach außen in die Kühlzone 22 erstrecken. Der Kühlgaseinlass ist vorzugsweise oberhalb des Kühlgasauslasses 29 in der Kühlzone 22 angeordnet.Cooling gas inlet 30 for admitting cooling gas from the cooling zone 22 into the inner cylinder 26. The cooling gas inlet 30 extends through the inner cylinder wall into the cooling zone 22 and connects the interior of the inner cylinder 26 with the cooling zone 22. For example, each inner cylinder 26 has four cooling gas inlets 30, each of which is formed at the same height in the inner cylinder wall and preferably extends outwards into the cooling zone 22 in a star shape at equal distances from one another. The cooling gas inlet is preferably arranged above the cooling gas outlet 29 in the cooling zone 22.

Das Kühlgas strömt im Betrieb des GGR-Schachtofens 1 von unten nach oben durch die 30 Kuhlzone 22 und in den Kühlgaseinlass 30 in den Innenzylinder 26 derDuring operation of the PFR shaft furnace 1, the cooling gas flows from bottom to top through the 30 cooling zone 22 and into the cooling gas inlet 30 in the inner cylinder 26 of the

Kühlgasabzugseinrichtung 17. Vorzugsweise strömt das gesamte in die Kühlzone 22 eingeleitete Kühlgas durch die Kühlgaseinlässe 30 in die Kühlgasabzugseinrichtung 17, sodass kein Kühlgas in die Brennzone 20 gelangt. Der Kühlluftauslass 29 desCooling gas extraction device 17. Preferably, all of the cooling gas introduced into the cooling zone 22 flows through the cooling gas inlets 30 into the cooling gas extraction device 17, so that no cooling gas enters the combustion zone 20. The cooling air outlet 29 of the

Maerz Ofenbau AG 221773P00LU thyssenkrupp AG 14.10.2022 LU103028 21/23Maerz Ofenbau AG 221773P00LU thyssenkrupp AG 14.10.2022 LU103028 21/23

Innenzylinders 26 ist vorzugsweise im unteren Bereich der Kühlzone 22 angeordnet. DasInner cylinder 26 is preferably arranged in the lower region of the cooling zone 22. The

Kühlgas strömt insbesondere von dem Kühlgaseinlass 30 in dem Innenzylinder 26 nach unten zu dem Kühlgasauslass 29.In particular, cooling gas flows from the cooling gas inlet 30 in the inner cylinder 26 downwards to the cooling gas outlet 29.

Die Leitung des aus der Kühlzone 22 abgezogenen Kühlgases und des aus derThe line of the cooling gas extracted from the cooling zone 22 and the

Vorwärmzone 21 abgezogenen Abgases entsprechen in dem Ausführungsbeispiel derThe exhaust gases extracted from the preheating zone 21 correspond in the embodiment of the

Fig. 2 der mit Bezug auf Fig. 1 beschriebenen Verschaltung.Fig. 2 of the circuit described with reference to Fig. 1.

In Fig. 3 ist der Zeitstrahl eines Zyklus V gezeigt. Gestrichelt vor dem Zyklus V und hinter dem Zyklus V liegen weiteren Zyklen V. Ein Zyklus V dauert beispielsweise 15 min. DerIn Fig. 3 the timeline of a cycle V is shown. The dashed lines before and after cycle V are further cycles V. For example, a cycle V lasts 15 minutes. The

Zyklus V teilt sich in eine Brennzeit W und eine Schachtumsteuerung X. Die Brennzeit W unterteilt sich weiter in eine Brennstoffdosierzeit Y, in der der Brennstoff in denCycle V is divided into a combustion time W and a shaft reversal X. The combustion time W is further divided into a fuel dosing time Y, in which the fuel is fed into the

Brennschacht eingebracht wird und eine Ausbrennzeit Z, in der kein weiterer Brennstoff in den Brennschacht eingebracht wird, aber weiterhin ein sauerstoffhaltiges Gas zugeführt wird, sodass der noch im Brennschacht enthaltene Brennstoff ausbrennen kann.combustion shaft and a burnout time Z, during which no further fuel is introduced into the combustion shaft, but an oxygen-containing gas continues to be supplied so that the fuel still contained in the combustion shaft can burn out.

Fig. 4 betrachtet nun die Schritte, die während der in Fig. 3 gezeigtenFig. 4 now looks at the steps that are performed during the process shown in Fig. 3.

Schachtumsteuerung X erfolgen. Hierbei soll das erfindungsgemäße Verfahren an einem konkreten Beispiel demonstriert werden. Die Schachtumsteuerung X beginnt mit demShaft reversal X. The method according to the invention will be demonstrated using a concrete example. Shaft reversal X begins with the

Schließen des zweiten Abgasauslasses D, welches sich im gezeigten Beispiel über 4 s hinzieht. Nach 2s beginnen gleichzeitig das Öffnen des zweitenClosing of the second exhaust outlet D, which in the example shown lasts for 4 s. After 2 s, the opening of the second

Verbrennungsgaseinlasses E, das Schließen des ersten Verbrennungsgaseinlasses F und das Öffnen des ersten Abgasauslasses G. Das Öffnen des zweitencombustion gas inlet E, closing the first combustion gas inlet F and opening the first exhaust gas outlet G. Opening the second

Verbrennungsgaseinlasses E und das Schließen des ersten VerbrennungsgaseinlassesCombustion gas inlet E and closing the first combustion gas inlet

F dauern beide gleich lang und ebenso wie das Schließen des zweiten AbgasauslassesF both take the same amount of time and just like the closing of the second exhaust outlet

D 4s. Das Öffnen des ersten Abgasauslasses G erfolgt langsamer und dauert im gezeigten Beispiel 10 s. Im Anschluss daran wird Die Oxidationsmittelzufuhr begonnenD 4s. The opening of the first exhaust outlet G is slower and takes 10 s in the example shown. The oxidant supply is then started

H. Mit dem Beginn der Brennstoffzufuhr | beginnt der nächste Zyklus V.H. With the start of the fuel supply | the next cycle V begins.

In Fig. 5 ist der Druckverlauf am oberen Ende des ersten Schachtes U, der Druckverlauf am oberen Ende des zweiten Schachtes S und der Druckverlauf im Verbindungskanal T in Verlauf der Schachtumsteuerung gezeigt. Zunächst ist der Druck im ersten Schacht,In Fig. 5 the pressure curve at the upper end of the first shaft U, the pressure curve at the upper end of the second shaft S and the pressure curve in the connecting channel T are shown in the course of the shaft reversal. Firstly the pressure in the first shaft,

Maerz Ofenbau AG 221773P00LU thyssenkrupp AG 14.10.2022 LU103028 22/23 der als Brennschacht betrieben wird höher, beispielsweise bei 1,3 bar. Der Druck im zweiten Schacht, der als Regenerativschacht betrieben wird, ist geringer und liegt bei ungefähr 1 bar. Dazwischen liegt der Druck im Verbindungskanal T, welcher ungefähr bei 1,25 bar liegt. Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird erreicht, dass der Druck im ersten Schacht mit einer Rate v fällt während gleichzeitig der Druck im zweiten Schacht mit der Rate v steigt. Grafisch erkennbar ist, dass hier nicht eine mathematisch identischeMaerz Ofenbau AG 221773P00LU thyssenkrupp AG 14.10.2022 LU103028 22/23 which is operated as a combustion shaft is higher, for example at 1.3 bar. The pressure in the second shaft, which is operated as a regenerative shaft, is lower and is around 1 bar. In between is the pressure in the connecting channel T, which is around 1.25 bar. The method according to the invention ensures that the pressure in the first shaft falls at a rate v while at the same time the pressure in the second shaft rises at the rate v. It can be seen graphically that there is not a mathematically identical

Rate v gemeint ist, sondern dass die Rate v im technisch sinnvollen und regelbaremRate v is meant, but that the rate v in the technically reasonable and controllable

Maße gleich sind. Auch die Konstanz ist nicht im rein mathematischen Sinne gegeben, sondern im Umfang des technisch sinnvollen. Gut zu erkennen ist, dass dieses nur in erster Näherung im Rahmen der technisch üblichen Druckschwankungen erfolgt und nicht streng mathematisch zu verstehen ist. Aber bis auf einen sehr kleinen Einbruch beiThe constancy is not given in a purely mathematical sense, but to the extent that it is technically reasonable. It is easy to see that this only occurs in a first approximation within the framework of the technically usual pressure fluctuations and is not to be understood in strictly mathematical terms. But apart from a very small drop in

Druck im Verbindungskanal T zum Zeitpunkt des Überkreuzens des Drucks im erstenPressure in the connecting channel T at the time of crossing the pressure in the first

Schacht U und des Drucks im zweiten Schacht S bleibt der Druck im VerbindungskanalShaft U and the pressure in the second shaft S, the pressure in the connecting channel remains

T konstant, sodass eine Vermischung mit der Kühlluft weitestgehend vermeiden werden kann. Am Ende weist der nun als Brennschacht betriebene zweite Schacht den höherenT constant, so that mixing with the cooling air can be avoided as far as possible. At the end, the second shaft, now operated as a combustion shaft, has the higher

Druck von etwa 1,3 bar und der nun als Regenerativschacht betriebene Schacht den geringeren Druck von etwa 1 bar auf.Pressure of about 1.3 bar and the shaft now operated as a regenerative shaft has the lower pressure of about 1 bar.

Bezugszeichen 1 GGR-Schachtofen 2 Schacht 3 Materialeinlass / Schleuse 4 Verbrennungsgasleitung 6 Abgasauslass 7 Kühlluftleitung 8 Heizeinrichtung 9 Brennstoffleitung 10 Brennerlanzen 11 Kühlgasabzugsleitung 12 Verbrennungsgaseinlass 14 Oxidationsmittelleitung 15 Gaseinlass 16 FilterReference numerals 1 GGR shaft furnace 2 Shaft 3 Material inlet / lock 4 Combustion gas line 6 Exhaust gas outlet 7 Cooling air line 8 Heating device 9 Fuel line 10 Burner lances 11 Cooling gas discharge line 12 Combustion gas inlet 14 Oxidant line 15 Gas inlet 16 Filter

Maerz Ofenbau AG 221773P00LU thyssenkrupp AG 14.10.2022 LU103028 23/23 17 materialfreier Raum / Kühlgasabzugseinrichtung 18 Ringkanal / materialfreier Raum 19 Verbindungskanal 20 Brennzone 21 VorwärmzoneMaerz Ofenbau AG 221773P00LU thyssenkrupp AG 14.10.2022 LU103028 23/23 17 material-free space / cooling gas extraction device 18 ring channel / material-free space 19 connecting channel 20 combustion zone 21 preheating zone

22 Kühlzone 23 Kühlgaseinlass 25 Auslasstrichter 26 Innenzylinder22 Cooling zone 23 Cooling gas inlet 25 Outlet funnel 26 Inner cylinder

27 Kühllufteinlass 28 Kühlluftauslass 29 Kühlgasauslass 30 Kühlgaseinlass 31 Abgasfilter27 Cooling air inlet 28 Cooling air outlet 29 Cooling gas outlet 30 Cooling gas inlet 31 Exhaust filter

32 Kühleinrichtung 33 - 38 Verdichter 39 Abgasleitung 40 Materialauslass / Schleuse 41 Austragseinrichtung32 Cooling device 33 - 38 Compressor 39 Exhaust pipe 40 Material outlet / lock 41 Discharge device

42a,b Verbindungskanale 43 Wärmetauscher / Rekuperator 45, 46 Gasanalyseeinrichtung42a,b Connecting channels 43 Heat exchanger / recuperator 45, 46 Gas analysis device

Claims

Maerz Ofenbau AG 221773P00LU thyssenkrupp AG 14.10.2022 LU103028 1/3 Patent claims

1. Method for shaft reversal of a direct current countercurrent regenerative shaft furnace (1), wherein the direct current countercurrent regenerative shaft furnace (1) has a first shaft (2) and a second shaft (2), wherein the first shaft (2) has a first preheating zone (21) for preheating the material, a first combustion zone (20) for combustion of the material and a first cooling zone (22) for cooling the material, wherein the second shaft (2) has a second preheating zone (21) for preheating the material, a second combustion zone (20) for combustion of the material and a second cooling zone (22) for cooling the material, wherein the first combustion zone (20) and the second combustion zone (20) are connected via a connecting channel (19), wherein the first preheating zone (21) has a first combustion gas inlet (12) and the second preheating zone (21) has a second combustion gas inlet (12), wherein the first preheating zone (21) has a first exhaust gas outlet (6) and the second preheating zone (21) has a second exhaust gas outlet (6), wherein the first combustion zone (20) has at least one first combustion lance and the second combustion zone (20) has at least one second combustion lance, wherein the at least one first combustion lance is connected to a first fuel supply and the at least one second combustion lance is connected to a second fuel supply, wherein the method comprises the following steps: a) operating the first shaft (2) as a combustion shaft and the second shaft (2) as a regenerative shaft, b) ending the fuel supply through the first fuel supply and thus carrying out the burnout in the first shaft (2), c) closing the second exhaust gas outlet (6), after the start of step c) and before the end of step c) starting with the following steps d) to f) d) opening the second combustion gas inlet (12), e) closing the first combustion gas inlet (12), f) opening the first exhaust gas outlet (6),

Maerz Ofenbau AG 221773P00LU thyssenkrupp AG October 14, 2022 LU103028 2/3 g) Start of the fuel supply through the second fuel supply and thus operation of the second shaft (2) as a combustion shaft and the first shaft (2) as a regenerative shaft.

2. Method according to claim 1, characterized in that steps d) to f) begin simultaneously.

3. Method according to one of the preceding claims, characterized in that steps c), d) and e) have a first time period t4, wherein step f) has a second time period ta, wherein the second time period t2 is greater than the first time period ti.

4. Method according to claim 3, characterized in that the second time period t2 is 1.5 to 5 times as long as the first time period t.

5. Method according to one of the preceding claims, characterized in that step c) has a first time period t1, wherein steps d), e) and f) begin 1/4 t1 to 3/4 t1 after the start of step c).

6. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the supply of cooling gas and the removal of cooling gas in the first cooling zone (22) and in the second cooling zone (22) is continued continuously with a constant cooling gas flow.

7. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the opening and closing in steps c), d), e) and f) takes place at variable speed.

8. Method according to one of the preceding claims, characterized in that a first pressure is measured in the upper gas region of the first shaft (2) and that a second pressure is measured in the upper gas region of the second shaft (2).

9. Method according to claim 6 in combination with claim 7, characterized in that the speed of opening and closing in

Maerz Ofenbau AG 221773P00LU thyssenkrupp AG October 14, 2022 LU103028 3/3 Closing in steps c), d), e) and f) is controlled such that the first pressure decreases at a constant first rate and/or the second pressure increases at a constant second rate.

10. The method according to claim 9, characterized in that the first rate is equal in amount to the second rate, the first rate and the second rate having an opposite sign.

11. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the first combustion gas inlet (12) and the second combustion gas inlet (12) are connected to a combustion gas line (4), wherein the combustion gas line (4) is connected to an oxidizing agent supply, wherein after completion of steps c), d), e) and f) and before starting step g), the oxidizing agent supply is opened.

12. The method according to claim 11, characterized in that during step b) the oxidizing agent supply is closed.

13. The method according to claim 12, characterized in that the closure of the oxidizing agent supply is completed at the time of the end of step b).

14. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the opening speed in steps d) and f) is selected to increase.

15. Process according to one of the preceding claims, characterized in that the supply of reactant and the removal of product takes place during step a).

16. Control system for a direct current countercurrent regenerative shaft furnace (1) designed to carry out the method according to one of the preceding claims.