CN118974502A - 热处理矿物材料的系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于矿物材料热处理的设备(10)，其包括一个反应器(12)，该反应器具有至少一个用于引入废气的气体入口(29)，其中反应器(12)包括用于活化矿物材料的活化区(16)以及用于从反应器(12)排出废气(30)的废气出口(28)，其中废气出口(28)与至少一个气体入口(29)相连，以便将至少部分废气(30)供应到反应器(12)。本发明还涉及一种用于矿物材料热处理的工艺，其中使用反应器(12)，材料在反应器(12)的活化区(16)中被活化，并且可选择性地在反应器(12)的冷却区(18)中被冷却，其中反应器(12)的废气(30)从其中排出，至少部分从反应器(12)排出的废气(30)被返回至反应器(12)。

Description

热处理矿物材料的系统和方法

本发明涉及一种利用夹带流反应器对矿物材料进行热处理的系统和方法。

众所周知，水泥和矿物工业需要大量的热量来对矿物材料进行热处理。部分热处理通常在夹带流反应器中进行，在夹带流反应器中，待处理的矿物材料夹带在热气流中，气体和矿物材料在夹带流反应器中的停留时间内进行热交换，使矿物材料预热、干燥、煅烧和/或脱羟基。所需的热气流例如由与夹带流反应器相连的熔炉废气和/或夹带流反应器中的燃料燃烧提供。DE 10 2012 022 179 A1和DE 10 2010 008 785 B4还公开了附加的燃烧室，这些燃烧室与内流式反应器相连，通常用于燃烧低级燃料(次级燃料或替代燃料)。

夹带流反应器可用于生产熟料替代材料，例如煅烧粘土，或从含矿材料中获取金属或金属氧化物。粘土在内流式反应器中活化时会产生二氧化碳废气，众所周知，这种废气对环境有害。

因此，本发明的目的是提供一种利用夹带流反应器对矿物材料进行热处理的设备和工艺，从而减少废气中的二氧化碳含量和污染物，如氮氧化物。

根据本发明，这一目的可通过具有独立权利要求1所述特征的设备和具有独立权利要求9所述特征的工艺来实现。从属权利要求中可以看出本发明的优点。

第一方面，用于矿物材料热处理的设备包括反应器，该反应器至少有一个气体入口，用于允许废气进入，其中所述反应器包括用于活化矿物材料的活化区和用于将废气排出反应器的废气出口。废气出口与至少一个气体入口相连，以便将至少部分废气供应给反应器。

将至少部分废气再循环到反应器中，可使反应器中的废气富含二氧化碳，从而使废气中的二氧化碳含量较高，优选至少达到75体积％。这样高的二氧化碳含量有利于随后对废气进行处理，例如分离或储存二氧化碳。

反应器为夹带流反应器，配置为多级旋风换热器，包括用于预热材料的预热区、用于活化矿物材料的活化区以及用于冷却材料的冷却区。废气出口优选布置在预热区，其中废气出口与夹带流反应器的活化区和/或冷却区相连，这样至少有部分废气被供应到活化区和/或冷却区。活化区、冷却区和/或预热区优选各自具有至少一个气体入口，该气体入口与废气出口特别相连，用于将废气导入气体入口。例如，激活区、冷却区和预热区布置在同一高度，特别是并排布置。同样，活化区、冷却区和/或预热区也可以布置在不同的高度。优选是预热区位于活化区上方，而活化区位于冷却区上方。例如，夹带流反应器的活化区至少部分包括流化床。

在另一个实施方案中，活化区至少包括至少一个燃烧室和/或热气体发生器，废气出口与燃烧室和/或热气体发生器相连，以便将至少部分废气供应给燃烧室和/或热气体发生器。

夹带流反应器的活化区包括加热装置，特别是用于产生热气的热气体发生器。加热装置优选布置在燃烧室和/或燃料入口之外。加热装置特别是要与活化区的提升导管相连接，以便将加热装置中产生的热气导入提升导管，提升导管位于燃烧室中产生的热气之下。加热装置优选包括用于输入回收废气的气体入口，该入口优选与回收导管相连。

发明人发现，当从设备，特别是夹带流反应器中排出的废气中的二氧化碳含量特别高，尤其是约70至95体积％，优选至少75体积％时，就特别容易实现废气的处理，以储存或进一步处理废气中的二氧化碳含量。这样的废气中二氧化碳含量可以例如简单地液化、分离或封存二氧化碳。排出的废气还可用于制碱、制糖或生产沉淀碳酸钙等。

材料热处理设备可选择包括粉碎装置，如磨机或破碎机和/或干燥装置，用于在材料进入反应器之前对其进行处理。

反应器，特别是夹带流反应器或流化床反应器，尤其用于加热，优选是活化材料，其中活化包括例如材料的煅烧、脱酸、脱羟基和/或脱碳。

夹带流反应器包括例如多级旋风换热器，该换热器在材料流动方向上包括预热区、活化区和冷却区。举例来说，冷却气体流经冷却区，热气体自下而上(相对于重力方向)流经各个旋风分离器的活化区和预热区，同时待热处理的材料自上而下逆流流经旋风分离器。优选是在每个旋风分离器中将材料从气流中分离出来，并通过一个出口导入气流，然后再将气流供应给下面的旋风分离器。在冷却区的下部旋风分离器中，通过压缩机提供的气流在预热气体的同时冷却材料。或者，在冷却区的下部旋风分离器中，材料可以通过至少一个风机在吸气过程中进行冷却。然后，预热气体流经活化区的立管，在此对预热区提供的材料进行实际热处理。在活化区，气流还通过燃烧室或燃烧器额外供应热气，以提供处理所需的热能。同样，也可以向立管，尤其是活化区提供燃料，可以是燃烧室或燃烧器本身，也可以是燃烧室或燃烧器之外的燃料。从活化区流出的气体随后被用于预热区，对材料进行预热。

预热区例如包括多个旋风分离器，特别是一至五个旋风分离器，材料优选依次流经这些旋风分离器，对材料进行预热。在预热区之后的夹带流反应器的活化区优选包括一至三个旋风分离器，优选是一个旋风分离器，和/或一个提升管和至少一个燃烧室和/或一个燃料入口和/或一个加热装置，如热气体发生器。

活化区优选具有基本上在垂直方向延伸的提升管，可选择包括一个或多个燃料入口和/或与燃烧室和/或加热装置连接，以便将燃烧室和/或加热装置中产生的热气引入提升管。活化区例如包括两个或两个以上连接到提升管上的燃烧室和/或加热装置。活化区尤其包括加热装置和燃烧室，并连接到提升管上，使得例如在加热装置或燃烧室中分别生成的热气被引入提升管中的不同位置，尤其是在不同高度。例如，加热装置布置在燃烧室的下方。在预热区预热的材料优选被引入活化区的提升管中，并在其中与气流同向加热。提升管沿固体气体混合物流动方向之后连接一个用于固体分离的旋风分离器。

冷却区可选择跟在夹带流反应器活化区之后，优选包括多个旋风分离器，特别是两到四个旋风分离器。冷却区包括例如移动床冷却器、流化床冷却器和/或板式冷却器。

夹带流反应器的预热区优选包括材料入口，用于将待处理材料送入夹带流反应器。预热区优选包括废气出口，用于将内流式反应器的废气排出内流式反应器。喷出的废气排入废气导管。废气优选是来自预热区、活化区和/或冷却区的废气。冷却区优选包括气体入口，例如冷却气体入口，该入口特别布置在冷却区的下端区域，尤其是用于材料入口的区域和用于材料出口的区域。

燃烧室优选用于通过燃烧油、煤、天然气或二次燃料(如报废轮胎或生活垃圾)产生热气，优选包括一个用于将燃料引入燃烧室的燃料入口。加热装置优选用于产生热气体，其中热气体优选通过电或通过燃烧油、煤或气体产生。加热装置也可以是用于加热气流的热交换器，其中热交换器通过电或燃烧室运行。

从预热区排出的废气至少有部分被返回夹带流反应器，特别是燃烧室、活化区和/或冷却区。供给燃烧室、活化区和/或冷却区的那部分废气也被称为回收废气流。燃烧室、活化区和/或冷却区优选各自包括至少一个用于输入回收废气的气体入口，其中气体入口通过导管与预热区的废气出口相连。用于向燃烧室、活化区和/或冷却区供应回收废气的导管优选至少部分或完全位于夹带流反应器外部。

将至少部分废气再循环到夹带流反应器中，可使夹带流反应器中的废气富含二氧化碳，从而使废气中的二氧化碳含量较高，优选至少达到75体积％。这样高的二氧化碳含量有利于对废气进行后续处理，例如分离或储存二氧化碳。

反应器例如是流化床反应器，包括用于活化矿物材料的活化区和可选地用于冷却材料的冷却区。废气出口与流化床反应器的活化区和/或冷却区相连接，以便将至少部分废气供给活化区和/或冷却区。流化床反应器优选包括预热区，连接在活化区的上游。流化床反应器的预热区例如与夹带流反应器的预热区相对应。废气出口优选布置在活化区或预热区内。

在另一个实施方案中，设备包括用于确定二氧化碳含量、氧气含量和/或废气温度的气体分析装置，其中废气出口与气体分析装置相连，用于供应废气。

在另一个实施方案中，设备还包括气流分流器，它连接在气体分析装置的下游，其配置方式是将废气分为回收废气流和排出废气流，其中废气的废气流比例是可调的。气流分流器优选布置在气体分析装置的下游，与废气的气流方向一致。气流分流器的下游优选具有回收导管，该导管用于导入回收的废气，并特别连接到燃烧室、活化区和/或冷却区，以供应回收废气流。排出废气流优选从设备中排出，而不是返回反应器。排出废气流尤其要供应给废气处理装置，例如用于液化、分离或封存二氧化碳的装置，或者供应给其他工艺，例如苏打生产、制糖或沉淀碳酸钙生产。废气中废气流的比例尤其可以无级调节，优选在0％到100％之间。将废气分离成至少两股废气流的优点是可以将特定比例的废气回收到反应器中。

在另一个实施方案中，设备包括控制装置，其配置方式是根据确定的二氧化碳含量、氧气含量和/或从预热区排出的废气的确定温度，控制由气流分流器分出的废气流的比例。例如，控制装置安装在气流分流器内或与气流分流器相连。

控制装置优选这样配置：将气体分析装置确定的测量值与预先确定的阈值或值范围进行比较，如果气体分析装置确定的测量值偏离阈值或值范围，则增加或减少气体分流器分出的废气流的比例，优选是回收废气的量。气体分析装置优选与控制装置相连，以传输确定的测量值。

气体分析装置例如用于确定废气中的二氧化碳浓度，并与控制装置相连，用于传输确定的二氧化碳浓度。控制装置优选是这样配置的：将气体分析装置确定的二氧化碳浓度与预先确定的二氧化碳浓度阈值或二氧化碳浓度范围进行比较，如果气体分析装置确定的二氧化碳浓度偏离二氧化碳浓度阈值或二氧化碳浓度范围，则不改变、增加或减少回收废气的量。

例如，二氧化碳浓度阈值为废气中二氧化碳的60-90体积％，特别是70-80体积％，优选是75体积％。控制装置优选这样配置，即在二氧化碳浓度未达阈值的情况下，增加回收废气的量，结果是回收废气优选占废气的90-100％。控制装置的配置方式优选是，在超标或达到二氧化碳浓度阈值的情况下，减少回收废气的量，结果是回收废气优选占废气的0-90％。如果确定的二氧化碳浓度低于80-90体积％，特别是75体积％，则回收废气的比例优选为50-70体积％。

在另一个实施方案中，设备包括一个富氧气体源，其中所述富氧气体源与反应器的活化区、燃烧室和/或冷却区相连，用于供应富氧气体。富氧气体优选是含氧量在25体积％到100体积％之间的气体，尤其是含氧量在60体积％到80体积％之间的气体，优选是含氧量在79体积％的气体。例如，氧气源可以是储存装置和/或氧气导管。回收管道包括含氧气体入口。提供富氧气体具有低污染燃烧的优点。例如，可以增加废气中二氧化碳的比例，以实现高效富集。

在另一个实施方案中，控制装置的配置方式是根据确定的二氧化碳含量、氧气含量和/或从预热区排出的废气的确定温度来控制供应给反应器的富氧气体量。

控制装置优选是这样配置的：将使用气体分析装置确定的测量值与预先确定的阈值或值范围进行比较，如果使用气体分析装置确定的测量值偏离阈值或值范围，则增加或减少供应给反应器的富氧气体量。

例如，气体分析装置用于确定废气中的氧气含量，并与控制装置连接，以传输确定的氧气含量。控制装置优选是这样配置的：将气体分析装置确定的氧含量与预定的氧阈值或氧含量范围进行比较，如果出现偏差，则增加或减少进入反应器的富氧气体量。例如，当测量值低于预定阈值时，增加反应器中的氧气量。

例如，气体分析装置用于确定废气中的温度，并与控制装置连接，以传输确定的温度。控制装置优选是这样配置的：将气体分析装置确定的温度与预先确定的温度阈值或温度范围进行比较，如果出现偏差，则增加或减少进入反应器的富氧气体量。例如，当测量到的温度值低于预定阈值时，反应器中的燃料量就会增加。

例如，夹带流反应器的活化区至少部分配置为流化床反应器。活化区优选全部配置为流化床反应器。夹带流反应器尤其没有冷却区，因此活化区尤其包括材料出口，用于将材料从夹带流反应器中喷出。设备优选具有与夹带流反应器分开的冷却器，该冷却器可配置为内流冷却器、流化床冷却器、鼓式冷却器、板式冷却器、盘式冷却器或其组合。

本发明还包括一种用于矿物材料进行热处理的工艺，其中使用反应器，材料在反应器的活化区被活化，并在反应器的冷却区被冷却，反应器的废气从反应器排出。从反应器排出的废气至少有部分返回反应器。

参照矿物材料热处理设备所述的优点和配置同样适用于热处理工艺。

反应器为夹带流反应器，配置为多级旋风换热器，材料在夹带流反应器的预热区预热，在夹带流反应器的活化区活化，并可选择性地在夹带流反应器的冷却区冷却。夹带流反应器的废气从预热区排出，从预热区排出的废气至少有部分被供应到夹带流反应器的活化区和/或冷却区。

在一个实施方案中，活化区包括至少一个燃烧室和/或热气体发生器，其中从预热区排出的至少部分废气被供给燃烧室和/或热气体发生器。

反应器例如是流化床反应器，材料在流化床反应器的活化区活化，并可选择性地在流化床反应器的冷却区冷却，其中流化床反应器的废气从流化床反应器排出，排出废气中至少有部分供给流化床反应器的活化区和/或冷却区。

在一个实施方案中，确定从预热区排出的废气中的二氧化碳含量、氧气含量和/或温度。

在另一个实施方案中，在确定二氧化碳含量、氧气含量和/或温度后，将废气分为回收废气流和排出废气流。

在另一个实施例中，根据确定的二氧化碳含量、氧气含量和/或从预热区排出的废气的确定温度，调整废气中回收废气流和排出废气流的比例。

在另一个实施方案中，向活化区、至少一个燃烧室和/或热气体发生器和/或反应器的冷却区供应富氧气体。

在另一个实施方案中，根据确定的二氧化碳含量、氧气含量和/或从预热区排出的废气的确定温度，控制向反应器供应的富氧气体量。

附图说明

以下通过多个示例性实施例并参照附图对本发明进行更详细的解释。

图1显示了根据一个示例性实施例的带有夹带流反应器的热处理设备的示意图。

图2显示了根据另一个示例性实施例的带有夹带流反应器的热处理设备的示意图。

图1显示了用于矿物材料热处理的设备10。该材料例如选自矿物材料、石灰石、白云石、菱镁矿、粘土或含矿石的材料。该设备和相应的热处理工艺优选用于生产熟料替代材料或获得金属或金属氧化物。待处理的材料优选经过粉碎，特别是使用碾磨设备进行碾磨。

图1和图2举例说明了配置为夹带流反应器的反应器12。同样，也可以将反应器配置为流化床反应器，下面的说明同样适用于配置为流化床反应器的反应器，基本上只有夹带流反应器12或夹带流反应器的活化区16被流化床反应器取代。

设备10包括一个夹带流反应器12，在图1中示意性地显示为一个圆柱体，其中材料在其上端被引入夹带流反应器12，并在其下端从夹带流反应器12喷出。热气体与材料逆流流过夹带流反应器12。在材料的流动方向上，夹带流反应器12优选包括一个用于预热材料的预热区14和一个用于活化材料的活化区16。夹带流反应器12还可选择性地包括一个冷却区18。在预热区14，材料优选被预热到300℃至800℃的温度。在活化区16中，预热材料优选加热到500℃至1100℃，特别是为了实现材料的脱碳、脱羟基、煅烧和/或脱酸。在冷却区，材料优选冷却到200℃至50℃。

为了简化图示，夹带流反应器12在图1中仅以示意性方式表示。夹带流反应器12优选包括多个旋风分离器，特别是旋风分离器级，且这些旋风分离器尤其是相互垂直或并排布置的。旋风分离器用于从气流中分离固体，并通过气体导管彼此连接。预热区14例如包括多个旋风分离器，特别是1到5个旋风分离器，优选按顺序被材料通过以预热材料。夹带流反应器12的活化区16例如包括1到3个，优选1个旋风分离器和/或一个提升管，以及至少一个燃烧室20和/或一个加热装置22，例如热气体产生器。

燃烧室20优选包括用于将燃料50输入燃烧室20的燃料入口。燃料50例如可以从次级燃料中选择，如废旧轮胎或生活垃圾。加热装置22例如是热气体产生器，其中热气体优选通过电力或通过燃烧油、煤、气体或次级燃料(如废旧轮胎或生活垃圾)来产生。加热装置也可以是用于加热气流的热交换器，其中热交换器通过电力或使用燃烧室操作。电力操作的热交换器的电力优选有40％到100％的范围，更优选60％到80％的范围来自可再生能源。

活化区16优选具有基本上在垂直方向延伸的提升管。燃烧室20和/或加热装置22优选连接到提升管上，使得在燃烧室20和/或加热装置22中产生的热气被引入提升管中。也可以设置两个或多个连接到提升管上的燃烧室20和/或加热装置22。活化区16例如包括加热装置22和燃烧室20，并连接到提升管上，使得例如在加热装置22或燃烧室20中分别生成的热气被引入提升管中的不同位置，尤其是在不同高度。预热区14中预热的材料优选被引入活化区16的提升管中并在其中与气流同向加热。提升管沿固体气体混合物流动方向之后连接用于固体分离的旋风分离器。然后，加热后的材料优选被送入冷却区18。

夹带流反应器12的冷却区18优选包括多个旋风分离器，特别是1到4个，优选2到3个旋风分离器。冷却区18优选设有冷却气体入口24，尤其布置在冷却区的下端区域。

夹带流反应器12的预热区14优选包括材料入口26，用于将待处理的材料引入夹带流反应器12中。预热区14还优选设有废气出口28，用于排出夹带流反应器12中的废气30。废气30优选来自预热区14、活化区16和/或冷却区18。设备10包括气体分析装置32，其优选配置为能够测定废气30的氧含量、二氧化碳含量和/或温度。废气出口28优选通过管道与气体分析装置32连接。

气体分析装置32之后优选沿废气30的流动方向设置气流分流器34，该气流分流器的配置使其能够将废气30分成至少两个废气流36、38，其中部分废气30形成回收废气36，另部分废气30形成排出废气38。

废气30的回收废气流36优选被送入夹带流反应器12的冷却区18、燃烧室20、加热装置22和/或活化区16中。

夹带流反应器12的燃烧室20、加热装置22、冷却区18和/或活化区16各自设有气体入口29，用于引入回收废气36。

气体入口29优选设置在冷却区18或活化区16的下端。另一个气体入口29可选地设置在活化区16的上部区域，例如作为冷却区18和/或活化区16下端的气体入口29的补充。废气出口28，特别是气流分流器34，与各个气体入口29连接，以便将回收废气36再循环到夹带流反应器12中。

回收废气36的量优选可通过气流分流器34进行调节。例如，设备10，尤其是气流分流器34，包括控制装置，该控制装置配置为根据通过气体分析装置32测得的至少一个数值来控制回收废气36的量。气体分析装置32优选连接到气流分流器34的控制装置，以传输测得的数值。气流分流器34，尤其是控制装置，优选配置为将通过气体分析装置32测得的数值与预定的阈值或数值范围进行比较，并且在测得的数值偏离阈值或数值范围时增加或减少回收废气36的量。

气体分析装置32例如配置为测定废气30中的CO₂浓度，并与气流分流器34特别是控制装置连接以传输测得的CO₂浓度。气流分流器34，尤其是控制装置，优选配置为将通过气体分析装置32测定的CO₂浓度与预定的CO₂浓度阈值或CO₂浓度范围进行比较，并且在测得的CO₂浓度偏离CO₂浓度阈值或CO₂浓度范围时增加或减少回收废气36的量。

例如，假设CO₂浓度阈值为60-90体积百分比，特别是70到80体积百分比，优选为75体积百分比。在CO₂浓度低于阈值的情况下，气流分流器34优选配置为增加回收废气36的量，从而使回收废气36优选占废气30的60-100％，并通过气体入口29引入冷却区18中。气流分流器34优选配置为在CO₂浓度超出或达到阈值的情况下减少回收废气36的量，使得回收废气36优选占废气30的0-55％，并通过夹带流反应器12的冷却区18的气体入口29引入。

排出废气38优选从设备10中排出。设备10可选地包括废气处理装置40。废气处理装置40例如是用于CO₂液化、分离或封存的装置。设备10可选地包括用于存储在废气处理装置40中分离的CO₂的存储装置42。此外，也可以将排出废气38和/或在废气处理装置40中处理过的废气用于进一步的工艺，例如用于苏打生产、糖生产或沉淀碳酸钙的生产。

设备10优选包括至少一个或多个用于引入富氧气体44的入口。富氧气体优选为氧含量在25-100体积百分比的气体。例如，活化区16、燃烧室20、冷却区18和/或加热装置22分别各自设有至少一个入口，用于将富氧气体44引入活化区16、燃烧室20、冷却区18和/或加热装置22。用于回收废气36的管道可选地包括一个用于引入富氧气体44的入口。

供应到夹带流反应器12的富氧气体44的量优选可根据气体分析装置32测得的数值进行调节。

气体分析装置32例如配置为测定废气30中的CO₂浓度、温度和/或氧含量，并与控制装置相连接以传输测得的数值。控制装置优选配置为将气体分析装置32测定的CO₂浓度、温度和/或氧含量与预定的阈值或数值范围进行比较，并在数值偏离时增加或减少供应到夹带流反应器12的富氧气体44的量。

设备10可选地包括设置在夹带流反应器12上游的粉碎装置46和干燥装置48。

夹带流反应器12还包括材料出口27，例如设置在冷却区18的下端区域。

图2中的示例性实施例大致与图1的实施例相对应，但与图1不同的是，夹带流反应器12没有冷却区。图2中的设备10包括一个独立于夹带流反应器12设置的冷却器52，以及可选的后续粉碎装置54。冷却器52设置在材料出口27的下游，因此在夹带流反应器12中热处理过的材料被输送到冷却器52。冷却器52优选为夹带流冷却器、流化床冷却器、滚筒冷却器、板式冷却器、盘管冷却器或其组合。

图2中夹带流反应器12的活化区16的下部区域可选地配置为流化床反应器56。

附图标记列表

10 热处理设备

12 夹带流反应器

14 预热区

16 活化区

18 冷却区

20 燃烧室

22加热装置/热气体发生器

24 冷却气体入口

26 材料入口

27 材料出口

28 废气出口

29 气体入口

30 废气

32 气体分析装置

34 气流分流器

36 回收废气

38 排出废气

40 废气处理装置

42 储存装置

44 富氧气体

46 粉碎装置

48 干燥装置

50 燃料

52 冷却器

54 粉碎装置

56 流化床反应器。

Claims (14)

1.用于矿物材料热处理的设备(10)，包括：

具有至少一个用于引入废气的气体入口(29)的反应器(12)，其中反应器(12)包括用于活化矿物材料的活化区(16)和用于从反应器(12)排出废气(30)的废气出口(28)，

其特征在于，废气出口(28)与至少一个气体入口(29)相连接，以便将至少部分废气(30)供应到所述反应器(12)，其中所述反应器(12)包括配置为多级旋风换热器的夹带流反应器，用于预热材料的预热区(14)，用于活化材料的活化区(16)，以及可选择性地用于冷却材料的冷却区(18)，

其中所述废气出口(28)设置在所述预热区(14)内，并且所述废气出口(28)连接至所述夹带流反应器(12)的活化区(16)和/或冷却区(18)，以便将至少部分废气(30)供应到活化区(16)和/或冷却区(18)。

2.根据权利要求1所述的设备，其中所述活化区(16)包括至少一个燃烧室(20)和/或热气体发生器(22)，所述废气出口(28)与所述燃烧室(20)和/或所述热气体发生器(22)相连接，以便将至少部分废气(30)供应到所述燃烧室(20)和/或所述热气体发生器(22)。

3.根据前述任一权利要求所述的设备(10)，其中所述设备(10)包括用于确定废气(30)中的CO₂含量、氧含量和/或温度的气体分析装置(32)，并且所述废气出口(28)与用于供应废气(30)的气体分析装置(32)相连接。

4.根据权利要求3所述的设备(10)，其中所述设备(10)包括连接在气体分析装置(32)下游的气流分流器(34)，该气流分流器配置为将废气(30)分为回收废气流(36)和排放废气流(38)，其中废气流(36,38)的比例是可调的。

5.根据权利要求4所述的设备(10)，其中所述设备(10)包括控制装置，所述控制装置配置为根据从所述预热区(14)排出的废气(30)确定的CO₂含量、氧含量和/或温度来控制通过所述气流分流器(34)分配的废气流(36,38)的比例。

6.根据前述任一权利要求所述的设备(10)，其中所述设备(10)包括富氧气体(44)的来源，并且所述来源与所述反应器(12)的活化区(16)、燃烧室(20)、热气体发生器(22)和/或冷却区(18)相连接，以供应富氧气体(44)。

7.根据权利要求6所述的设备(10)，其中所述控制装置配置为根据从预热区(14)排出的废气(30)确定的CO₂含量、氧含量和/或温度来控制供应到反应器(12)的富氧气体(44)的量和/或富氧气体(44)中的氧浓度。

8.一种用于矿物材料热处理的工艺，其中使用反应器(12)，所述材料在反应器(12)的活化区(16)中被活化，并且可选择性地在反应器(12)的冷却区(18)中被冷却，

其中反应器(12)的废气(30)从中排出，

其特征在于，

至少部分从反应器(12)排出的废气(30)被返回到反应器(12)中，其中所述反应器(12)是配置为多级旋风换热器的夹带流反应器，并且所述材料在夹带流反应器(12)的预热区(14)中被预热，在夹带流反应器(12)的活化区(16)中被活化，并且可选择性地在夹带流反应器(12)的冷却区(18)中被冷却，

其中所述夹带流反应器(12)的废气(30)从所述预热区(14)中排出，并且至少部分从预热区(14)排出的废气(30)被供应到夹带流反应器(12)的活化区(16)和/或冷却区(18)。

9.根据权利要求8所述的工艺，其中所述活化区(16)包括至少一个燃烧室(20)或热气体发生器(22)，并且至少部分从预热区(14)排出的废气(30)被供应到所述燃烧室(20)和/或所述热气体发生器(22)。

10.根据权利要求8至9任一项所述的工艺，其中，确定从所述反应器(12)排出的废气(30)的CO₂含量、氧含量和/或温度。

11.根据权利要求8至10中任一项所述的工艺，其中，在确定废气(30)的CO₂含量、氧含量和/或温度之后，将所述废气(30)分为回收废气流(36)和排放废气流(38)。

12.根据权利要求11所述的工艺，其中根据从所述反应器(12)排出的废气(30)确定的CO₂含量、氧含量和/或温度来调整废气(30)分配后的废气流(36,38)的比例。

13.根据权利要求8至12中任一项所述的工艺，其中富氧气体(44)被供应到所述夹带流反应器或流化床反应器的活化区(16)、至少一个燃烧室(20)、热气体发生器(22)和/或冷却区(18)。

14.根据权利要求13所述的工艺，其中根据从所述反应器(12)排出的废气(30)确定的CO₂含量、氧含量和/或温度来控制供应到所述反应器(12)的富氧气体(44)的量。