CN121002155A - 水泥生产与气化的热耦合 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种水泥厂，在其中利用从熟料冷却器获得的热空气的至少一部分来向至少一个气化炉提供热量。该热空气的至少一部分与该至少一个气化炉直接或间接热耦合。本发明进一步涉及一种用于在至少一个气化炉中气化原料的方法，其中从熟料冷却器获得的该热空气的至少一部分和至少一个气化炉直接或间接热耦合。

Description

水泥生产与气化的热耦合

技术领域

本发明涉及水泥厂中的水泥生产与包括至少一个气化炉的合成气厂中的合成气生产的热耦合。

背景技术

水泥生产是最耗能的工业过程之一。因此，热量回收和对回收热量的就地利用是水泥生产中的重要必要措施。在现代水泥厂中，将生熟料（raw clinker）在一系列旋风分离器-预加热器中预热并且进料到水泥窑、最经常地回转窑中，在其中将生熟料在约20 min至40 min的停留时间内加热至约1350°C至1500°C。接下来，热熟料离开水泥窑并且在约1150°C至1350°C的温度下通过在水泥窑出口处的预冷却区段。然后将热熟料进料到熟料冷却器中，在其中通过使热熟料与呈逆流或交叉/逆流流动的空气流接触将该热熟料冷却至约80°C至200°C的温度。窑系统的热经济性主要取决于冷却区段的效率。

当使用管式冷却器、行星式冷却器或卫星式冷却器时，可以将离开熟料冷却器的热空气流充分利用为水泥窑中的“二次燃烧空气”。在管式冷却器、行星式冷却器和卫星式冷却器中，通常无法实现热空气的分流使用。此外，管式冷却器、行星式冷却器和卫星式冷却器的熟料通过量限制为约3000 t/d，这使得这些类型的熟料冷却器对于现代水泥厂的吸引力较低。篦式冷却器适用于超过10000 t/d热熟料的高得多的通过量并且适用于对冷却器中获得的热空气进行分流使用以供后续使用，这是期望的。篦式冷却器需要的冷却空气比后续使用（例如，燃烧空气）所需的更多。可以将从篦式冷却器获得的热空气的一部分用作水泥窑中的“二次燃烧空气”，就像在管式冷却器、行星式冷却器和卫星式冷却器的情况下一样。在水泥厂配备有煅烧室作为生熟料预热单元的最终部分的情况下，可以将热空气的另一部分用作“三次燃烧空气”。在水泥厂未配备此种煅烧室的情况下，将热空气的另一部分（德语称“Mittenluft”）和“三次燃烧空气”作为废气处理或者用于干燥用作水泥窑的主要燃料的原材料（如煤和废物）或熟料生料。此类原材料的水分含量的范围平均为约5wt.-%至约8 wt.-%。热空气的温度是约900°C至1100°C（当用作靠近篦式冷却器的二次空气时）或约700°C至1000°C（当用作例如在更远的可选煅烧室中的三次燃烧空气时）。在使用热空气来干燥原材料的情况下，热空气具有约250°C至350°C的温度，这意味着在进一步使用热空气之前浪费了大部分温度。“Mittenluft”也可以用于蒸汽产生和/或发电，然而，此类工艺的效率较低。因此，即使当使用现代篦式冷却器时，在水泥厂中对熟料冷却器中以热空气形式产生的热量的利用仍是不完全的。

因此，本发明的目的是提供一种水泥厂，其中以经济的方式利用热空气的剩余的未使用部分和/或从熟料冷却器获得的低效使用的热空气。另一个目的是提供一种用于进一步利用从水泥厂中的熟料冷却器获得的热空气的方法。

发明内容

不完全利用从熟料冷却器、优选从篦式熟料冷却器获得的热空气的问题通过一种水泥厂得到解决，该水泥厂包括

(i)至少一个水泥窑，该水泥窑通过燃烧至少一种燃料来加热并且在其中由预热的生熟料形成热熟料，

(ii)至少一个熟料冷却器，在其中所述热熟料将热量传递到空气流以形成热空气流，

其中所述熟料冷却器在所述至少一个水泥窑的下游且与其流体地连接，

(iii)以及至少一个气化炉，该气化炉用于通过气化从第一原料生产粗合成气，所述粗合成气可选地包含卤素，

其中在步骤 (ii) 中形成的所述热空气流的至少一部分和所述至少一个气化炉直接或间接热耦合。

不完全利用从至少一个熟料冷却器、优选从至少一个篦式熟料冷却器获得的热空气的问题通过一种用于在至少一个气化炉中气化第一原料的方法进一步解决，该方法包括以下步骤

(i)提供水泥厂，该水泥厂包括至少一个水泥窑、至少一个熟料冷却器以及至少一个气化炉，

(ii)在该至少一个水泥窑中形成热熟料，

(iii)将该热熟料在至少一个熟料冷却器中用空气流冷却并且由此形成热空气流，

(iv)将热量从该热空气流的至少一部分传递到该至少一个气化炉，

(v)在该至少一个气化炉中形成粗合成气，所述粗合成气可选地包含卤素。

优选地在步骤 (iv) 中，

a)将离开至少一个熟料冷却器的该热空气的至少一部分加入至少一个气化炉中，或者

b1)将热能从离开该至少一个熟料冷却器的该热空气的至少一部分传递到蒸汽流和/或氧气流，然后将该蒸汽流和/或氧气流进料到至少一个气化炉中，或者

b2)将热能从离开该至少一个熟料冷却器的该热空气的至少一部分传递到第一原料，然后将该第一原料进料到至少一个气化炉中。

因此，在所有三种情况下，离开该至少一个熟料冷却器的该热空气的至少一部分和该至少一个气化炉直接或间接热耦合。

将该热空气的至少一部分进料到该至少一个气化炉中或将预热的氧气流和/或蒸汽流进料到该至少一个气化炉中或将预热的第一原料进料到该至少一个气化炉中使得通过该至少一个气化炉内的气化反应形成的期望的合成气组分H₂和CO的产率更高，因为需要将较少的第一原料完全氧化成例如CO₂和H₂O以提供该气化反应所需的热量。

根据本发明的水泥厂和气化方法两者提供了对在熟料冷却器中、优选在篦式熟料冷却器中形成的该热空气的扩展且更高效的利用，并且由此提供了水泥的更经济且更生态的生产。

附图说明

图1示出了根据本发明的第一实施例的水泥厂。

图2示出了根据本发明的第一实施例的第二方面和第三方面的水泥厂。

图3示出了根据本发明的第二实施例的水泥厂。

图4示出了根据本发明的第三实施例的水泥厂。

图5示出了根据本发明的第四实施例的水泥厂。

具体实施方式

以下参考实施例和附图进一步描述本发明，但是本发明不限于这些实施例，并且在本发明的基本精神内的任何修改或替代仍然在如所要求保护的本发明的范围内。此外，单独实施例的特征也可以组合成额外的实施例。

定义：

在本说明书和所附权利要求的上下文中，术语“约”优选地意指如此描述的值的±15%的偏差。

在本发明的上下文中，术语“其组合”包括所列举的要素中的一个或多个。

在本发明的上下文中，术语“其混合物”包括所列举的要素中的一个或多个。

“合成气（Syngas）”（也称为“合成气（synthesis gas）”）是指主要为H₂和CO的混合物，其可以通过在气化炉中气化原料来获得。

术语“……的上游”在本文中关于一系列单元操作定义为紧靠与经过所述一系列单元操作的流体的流动方向相反的一侧定位。

术语“……的下游”在本文中关于一系列单元操作定义为紧靠沿着经过所述一系列单元操作的流体的流动方向的一侧定位。

关于两个或更多个单元的术语“与……流体地连接”在本文中定义为流体（如固体、液体、气体及其混合物）可以从一个这样的单元流动到另一个这样的单元并且流过和/或沿着这样的分析单元。彼此“流体地连接的”两个单元是例如通过一个或多个彼此连接的管道或通过螺旋输送机或通过挤出机或通过固体泵连接。

术语“与……物理连接”是指两个或更多个单元（包括气化炉）的直接（“物理”）连接。

术语“热耦合”在本文中定义为两种材料流、两个单元、材料流和单元、或多于两个这样的列表构件的组件将热量从一个列表构件传递到另一个这样的列表构件的能力。例如，在所述材料流a和b“热耦合”的情况下，热材料流a可以将热量传递到冷材料流b，或者在所述热材料流和所述气化炉“热耦合”的情况下，热材料流可以将热量传递到如气化炉的单元。

术语“天然气管道网”在本文中定义为用于运输天然气和甲烷、或适用于运输天然气和甲烷的管道或管道网络。“天然气管道网”也称为“天然气网络”。

预热的熟料生料混合物（clinker raw mix）（1）进入至少一个水泥窑（2），在其中将熟料生料混合物（1）通过热化学过程转化为热熟料（3），该热熟料沿下游方向离开至少一个水泥窑。至少一个水泥窑（2）通过至少一种燃料与燃烧空气一起燃烧来加热。

至少一个熟料冷却器（4）在至少一个水泥窑（2）的下游且与其流体地连接。热熟料（3）进入至少一个熟料冷却器（4）并且与空气流（6）接触。接下来，冷熟料（5）沿下游方向离开至少一个熟料冷却器（4）并且被进一步加工。将热量在至少一个熟料冷却器（4）内从热熟料（3）传递到空气流（6），该空气流作为热空气流（7）离开至少一个熟料冷却器（4）。

预热的熟料生料混合物（1）在进入至少一个水泥窑（2）时具有约750°C至约850°C的温度。预热的熟料生料混合物（1）在约20 min至约40 min内在约1350°C至约1500°C的温度下移动通过至少一个水泥窑（2），该水泥窑通常是回转窑。离开至少一个水泥窑（2）的热熟料具有约1150°C至约1350°C的温度，该温度与热熟料（3）在进入至少一个熟料冷却器（4）时的温度范围大致相同。

熟料冷却器（4）优选地选自包括管式冷却器、行星式冷却器、卫星式冷却器和篦式冷却器的组。最优选地，熟料冷却器（4）是篦式冷却器。

在熟料冷却器（4）是篦式冷却器的情况下，将热熟料水平地运输通过冷却器，并且将空气流（6）从至少一个熟料冷却器（4）的底部区域吹送穿过热熟料（3）并且作为热空气流（7）在顶部区段上离开至少一个熟料冷却器（4）（= 交叉逆流流动），或者将空气流（6）以逆流流动方案引向移动的热熟料（3）。热空气流（7）的温度优选地在约700°C至约1100°C的范围内。

接下来，使用热空气流（7）的至少一部分来为至少一个气化炉（8）中的气化反应提供热量。因此，热空气流（7）的至少一部分与至少一个气化炉（8）热耦合。第一原料（9）进入至少一个气化炉（8），在其中将所述第一原料（9）通过气化反应转化为粗合成气（10），该粗合成气沿下游方向离开至少一个气化炉（8）。粗合成气（10）可选地包含卤素。

热空气流的至少一部分与至少一个气化炉（8）的热耦合类型取决于根据本发明的水泥厂和方法中使用的一个或多个气化炉的类型：

a)在第一实施例的第一方面（图1），在至少一个气化炉（8）选自由逆流固定床反应器、并流固定床反应器、鼓泡流化床反应器和循环流化床反应器组成的组并且其中将热空气流的至少一部分加入所述气化炉中的情况下，将热空气流（7）的至少一部分加入至少一个气化炉（8）中。在这种情况下，热空气流（7）的至少一部分将热量传递到至少一个气化炉（8），即与至少一个气化炉（8）直接热耦合，并且此外在气化反应（其是需要至少一种氧化剂的部分氧化反应）中充当氧化剂，或者

b1)在第一实施例的第二方面（图2），在至少一个气化炉选自由下排式夹带流动反应器和上排式夹带流动反应器组成的组的情况下，优选地通过以下方式将热量从热空气流（17）的至少一部分传递到至少一个气化炉（22）：在至少一个热传递装置（18）中将来自热空气流（17）的至少一部分的热量传递到蒸汽流（20a）和/或氧气流（20a）以形成预热的蒸汽流（21a）和/或热氧气流（21a），然后将其作为氧化剂进料到至少一个气化炉（22）中，并且其中热空气流（17）的至少一部分和至少一个气化炉（22）通过蒸汽流（20a）和/或氧气流（20a）间接热耦合，或者

b2)在第一实施例的第三方面（图2），在至少一个气化炉（22）选自由下排式夹带流动反应器和上排式夹带流动反应器组成的组的情况下，通过热传递装置（18）将热量从热空气流（17）的至少一部分传递到至少一个气化炉（22），其中将来自热空气流（17）的至少一部分的热量在热传递装置（18）中传递到第一原料流（20b）以形成预热的第一原料流（21b），然后将其进料到至少一个气化炉（22）中，并且其中热空气流（17）的至少一部分和至少一个气化炉（22）通过第一原料流（20b）间接热耦合。

第一实施例的第二方面b1) 和第一实施例的第三方面b2) 示出于图2中。

在第一方面，在至少一个气化炉（8）选自由逆流固定床反应器、并流固定床反应器、鼓泡流化床反应器和循环流化床反应器（例如具有至少一个燃烧器）组成的组的情况下，将热空气流（7）的至少一部分加入至少一个气化炉（8）中。用于将热空气流加入这样的气化炉中的其他合适的装置是本领域已知的并且可以相应地选择。

在本发明的第一实施例的第二方面（图2），熟料生料混合物（11）进入至少一个水泥窑（12），并且热熟料（13）沿下游方向离开至少一个水泥窑（12）。接下来，热熟料（13）进入在至少一个水泥窑（12）的下游且与其流体地连接的熟料冷却器（14）。热熟料（13）在熟料冷却器（14）中被空气流（16）冷却。冷熟料（15）沿下游方向离开熟料冷却器（14）。热空气流（17）的至少一部分也离开熟料冷却器（14）并且将其加入与熟料冷却器（14）流体地连接的至少一个热传递装置（18）中。蒸汽流（20a）和/或氧气流（20a）也进入至少一个热传递装置（18）。将热量在至少一个热传递装置（18）内从热空气流（17）的至少一部分传递到蒸汽流（20a）和/或氧气流（20a）。冷空气流（19）和预热的蒸汽流（21a）和/或热氧气流（21a）分别通过冷空气流（19）出口和预热的蒸汽（21a）出口和/或热氧气流（21a）出口离开至少一个热传递装置（18）。预热的蒸汽（21a）和/或热氧气流（21a）然后进入在预热的蒸汽（21a）出口和/或热氧气流（21a）出口的下游且与其流体地连接的至少一个气化炉（22）。预热的蒸汽流（21a）和/或热氧气流（21a）充当用于至少一个气化炉（22）内的气化反应的氧化剂。第一原料流（23a）进入至少一个气化炉（22）并且在气化反应中用预热的蒸汽流和/或热氧气流（21a）转化为粗合成气流（24），该粗合成气流沿下游方向离开至少一个气化炉（22）。粗合成气流（24）可选地包含卤素。

优选地，将蒸汽流（20a）在至少一个热传递装置中通过热空气流（17）的至少一部分加热，之后作为预热的蒸汽流（21a）进入至少一个气化炉（22）。更优选地，将氧气流（20a）在至少一个热传递装置中通过热空气流（17）的至少一部分加热，之后作为热氧气流（21a）进入至少一个气化炉（22）。最优选地，将热量在第一热传递装置中从热空气流的至少一部分传递到蒸汽流，并且然后将热量在第二热传递装置中从热空气流的至少一部分传递到氧气流。

在第一实施例的该第二方面，至少一个气化炉（22）优选地选自由下排式夹带流动反应器和上排式夹带流动反应器组成的组。

在第一实施例的第二方面，至少一个热传递装置（18）优选地是适用于将热量从第一气态流传递到第二气态流的热交换器。热传递装置（18）更优选地选自包括以下的组：套管式热交换器、管壳式热交换器、板式热交换器、板翅式热交换器、微通道热交换器和废热回收单元。合适的流动安排包括逆流流动、交叉流流动等。

在热量从热空气流的至少一部分传递到氧气流和蒸汽流的情况下，优选地将热量在第一热传递装置中从热空气流的至少一部分传递到蒸汽流，并且然后将热量在第二热传递装置中从热空气流的至少一部分传递到氧气流。更优选地，第一热传递装置是适用于将热量从第一气态流传递到第二气态流的热交换器，并且第二热传递装置是适用于将热量从第一气态流传递到第二气态流的热交换器。最优选地，第一热传递装置选自包括以下的组：套管式热交换器、管壳式热交换器、板式热交换器、板翅式热交换器、微通道热交换器和废热回收单元。最优选地，第二热传递装置选自包括以下的组：套管式热交换器、管壳式热交换器、板式热交换器、板翅式热交换器、微通道热交换器和废热回收单元。对于第一热传递装置和第二热传递装置，合适的流动安排包括逆流流动、交叉流流动等。

在本发明的第一实施例的第三方面（图2），熟料生料混合物（11）进入至少一个水泥窑（12），并且热熟料（13）沿下游方向离开至少一个水泥窑（12）。接下来，热熟料（13）进入在至少一个水泥窑（12）的下游且与其流体地连接的熟料冷却器（14）。热熟料（13）在熟料冷却器（14）中被空气流（16）冷却。冷熟料（15）沿下游方向离开熟料冷却器（14）。热空气流（17）的至少一部分也离开熟料冷却器（14）并且将其加入与熟料冷却器（14）流体地连接的热传递装置（18）中。第一原料流（20b）也进入热传递装置（18）。将热量在热传递装置（18）内从热空气流（17）的至少一部分传递到第一原料流（20b）。冷空气流（19）和预热的第一原料流（21b）分别通过冷空气流（19）出口和预热的第一原料流（21b）出口离开热传递装置（18）。预热的第一原料流（21b）然后进入在预热的第一原料流（21b）出口的下游且与其流体地连接的至少一个气化炉（22）。预热的第一原料流（21b）进入至少一个气化炉（22）并且在气化反应中用也进料到至少一个气化炉（22）中并且充当氧化剂的氧气流（23b）转化为粗合成气流（24），该粗合成气流沿下游方向离开至少一个气化炉（22）。粗合成气流（24）可选地包含卤素。

在第一实施例的该第三方面，至少一个气化炉（22）优选地选自由下排式夹带流动反应器和上排式夹带流动反应器组成的组。

热传递装置（18）优选地是适用于将热量从气态流（热空气流（17）的至少一部分）传递到固体和/或液体第一原料流（20b）的热交换器。合适的热交换器包括直接接触式热交换器、板式热交换器、管式热交换器等。用于将热量从气态流（热空气流（17）的至少一部分）传递到固体和/或液体第一原料（20b）的合适的热交换器是本领域已知的并且可以相应地选择。合适的流动安排包括逆流流动、交叉流流动等。

在本发明的第二实施例（图3）中，水泥厂包括至少一个水泥窑、至少一个熟料冷却器以及至少一个气化炉。

预热的熟料生料混合物（31）进入至少一个水泥窑（32），在其中将熟料生料混合物（31）通过热化学过程转化为热熟料（33），该热熟料沿下游方向离开至少一个水泥窑（32）。至少一个水泥窑（32）通过至少一种燃料的燃烧来加热。

至少一个熟料冷却器（34）在至少一个水泥窑（32）的下游且与其流体地连接。热熟料（33）进入至少一个熟料冷却器（34）并且与空气流（36）接触。接下来，冷熟料（35）沿下游方向离开至少一个熟料冷却器（34）并且被进一步加工。将热量在至少一个熟料冷却器（34）内从热熟料（33）传递到空气流（36），该空气流作为热空气流（37）离开至少一个熟料冷却器（34）。

预热的熟料生料混合物（31）在进入至少一个水泥窑（32）时具有约750°C至约850°C的温度。预热的熟料生料混合物（31）在约20 min至约40 min内在约1350°C至约1500°C的温度下移动通过至少一个水泥窑（32），该水泥窑通常是回转窑。离开至少一个水泥窑（32）的热熟料具有约1150°C至约1350°C的温度，该温度与热熟料（33）在进入至少一个熟料冷却器（34）时的温度范围大致相同。

熟料冷却器（34）优选地是篦式冷却器，将热熟料水平地运输通过该篦式冷却器，并且将空气流（36）从至少一个熟料冷却器（34）的底部区域吹送通过热熟料（33）（= 交叉逆流流动）或者将空气流（36）以逆流流动方案朝向移动的热熟料（33）引导，并且作为热空气流（37）在顶部区段上离开至少一个熟料冷却器（34）。热空气流（37）的温度优选地在约700°C至约1100°C的范围内。

接下来，使用热空气流（37）的至少一部分来为至少一个气化炉（38）中的气化反应提供热量。因此，热空气流（37）的至少一部分与至少一个气化炉（38）热耦合。第一原料（40）进入至少一个气化炉（38），在其中将所述第一原料（40）通过气化反应转化为粗合成气（41），该粗合成气沿下游方向离开至少一个气化炉（38）。

然后在可选的合成气流分流器（42）中从粗合成气流（41）中分离粗合成气流（43）的第一部分。粗合成气流（43）的第一部分可以例如用作（石油）化学工业和生产例如甲烷、甲醇和费托（Fischer-Tropsch）烃的原料。

还在可选的合成气流分流器（42）中从粗合成气流（41）中分离粗合成气流（44）的第二部分。然后将第二粗合成气流（44）用作至少一个水泥窑（32）的补充燃料。因此，将在至少一个气化炉（38）中形成的粗合成气（44）的至少一部分用作燃料以通过燃烧所述燃料来加热至少一个水泥窑（32）。

热空气流的至少一部分和至少一个气化炉的热耦合类型取决于根据本发明的水泥厂中使用的一个或多个气化炉的类型：

a)在至少一个气化炉（38）选自由逆流固定床反应器、并流固定床反应器、鼓泡流化床反应器和循环流化床反应器组成的组并且其中将热空气流的至少一部分加入所述气化炉中的情况下，将热空气流（37）的至少一部分加入至少一个气化炉（38）中。在这种情况下，热空气流（37）的至少一部分将热量传递到至少一个气化炉（38），即与至少一个气化炉（38）直接热耦合，并且此外充当氧化剂（其是需要至少一种氧化剂的部分氧化反应），或者

b1)在至少一个气化炉选自由下排式夹带流动反应器和上排式夹带流动反应器组成的组的情况下，优选地通过以下方式将热量从热空气流（37）的至少一部分传递到气化炉（第二实施例的第二方面，图3中未示出）：在至少一个热传递装置中将来自热空气流（37）的至少一部分的热量传递到蒸汽流和/或氧气流以形成预热的蒸汽流和/或热氧气流，其中然后将预热的蒸汽流和/或热氧气流进料到至少一个气化炉中并且充当氧化剂，并且其中热空气流的至少一部分和至少一个气化炉通过蒸汽流和/或氧气流间接热耦合，或者

b2)在至少一个气化炉选自由下排式夹带流动反应器和上排式夹带流动反应器组成的组的情况下，通过热传递装置将热量从热空气流（37）的至少一部分传递到至少一个气化炉（第二实施例的第三方面，图3中未示出），其中将来自热空气流的至少一部分的热量通过热传递装置传递到第一原料流以形成预热的第一原料流，然后将其进料到至少一个气化炉中，并且其中热空气流的至少一部分和至少一个气化炉通过第一原料流间接热耦合。

在至少一个气化炉（38）选自由逆流固定床反应器、并流固定床反应器、鼓泡流化床反应器和循环流化床反应器（例如具有至少一个燃烧器）组成的组的情况下，可以将热空气流（37）的至少一部分加入至少一个气化炉（38）中。用于将热空气流加入这样的气化炉中的其他合适的装置是本领域已知的并且可以相应地选择。

在本发明的第二实施例的第二方面，熟料生料混合物（31）进入至少一个水泥窑（32），并且热熟料（33）沿下游方向离开至少一个水泥窑（32）。接下来，热熟料（33）进入在至少一个水泥窑（32）的下游且与其流体地连接的熟料冷却器（34）。热熟料（33）在熟料冷却器（34）中被空气流（36）冷却。冷熟料（35）沿下游方向离开熟料冷却器（34）。热空气流（37）也离开熟料冷却器（34）并且将其加入与熟料冷却器（34）流体地连接的至少一个热传递装置（图3中未示出）中。蒸汽流和/或氧气流（图3中未示出）也进入至少一个热传递装置。将热量在至少一个热传递装置内从热空气流（37）的至少一部分传递到蒸汽流和/或氧气流。冷空气流（图3中未示出）和预热的蒸汽流和/或热氧气流（图3中未示出）分别通过冷空气流出口和预热的蒸汽流出口和/或热氧气流出口离开至少一个热传递装置。预热的空气流和/或热氧气流然后进入在预热的蒸汽流出口和/或热氧气流出口的下游且与其流体地连接的至少一个气化炉（38）。预处理的蒸汽流和/或热氧气流充当用于至少一个气化炉（38）内的气化反应的氧化剂。第一原料流（40）进入至少一个气化炉（38）并且在气化反应中用预热的蒸汽流和/或热氧气流转化为粗合成气流（41），该粗合成气流沿下游方向离开至少一个气化炉（38）。粗合成气流（41）可选地包含卤素。

在第二实施例的该第二方面，至少一个气化炉（38）优选地选自由下排式夹带流动反应器和上排式夹带流动反应器组成的组。

优选地，将蒸汽流在至少一个热传递装置中通过热空气流（37）的至少一部分加热，之后作为预热的蒸汽流进入至少一个气化炉（38）。更优选地，将氧气流在至少一个热传递装置中通过热空气流（37）的至少一部分加热，之后作为热氧气流进入至少一个气化炉（38）。最优选地，将热量在第一热传递装置中从热空气流的至少一部分传递到蒸汽流，并且然后将热量在第二热传递装置中从热空气流的至少一部分传递到氧气流。

至少一个热传递装置优选地是适用于将热量从第一气态流传递到第二气态流的热交换器。热传递装置（18）更优选地选自包括以下的组：套管式热交换器、管壳式热交换器、板式热交换器、板翅式热交换器、微通道热交换器和废热回收单元。合适的流动安排包括逆流流动、交叉流流动等。

在热量从热空气流的至少一部分传递到氧气流和蒸汽流的情况下，优选地将热量在第一热交换装置中从热空气流的至少一部分传递到蒸汽流，并且然后将热量在第二热传递装置中从热空气流的至少一部分传递到氧气流。更优选地，第一热传递装置是适用于将热量从第一气态流传递到第二气态流的热交换器，并且第二热传递装置是适用于将热量从第一气态流传递到第二气态流的热交换器。最优选地，第一热传递装置选自包括以下的组：套管式热交换器、管壳式热交换器、板式热交换器、板翅式热交换器、微通道热交换器和废热回收单元。最优选地，第二热传递装置选自包括以下的组：套管式热交换器、管壳式热交换器、板式热交换器、板翅式热交换器、微通道热交换器和废热回收单元。对于第一热传递装置和第二热传递装置，合适的流动安排包括逆流流动、交叉流流动等。

在本发明的第二实施例的第三方面，熟料生料混合物（31）进入至少一个水泥窑（32），并且热熟料（33）沿下游方向离开至少一个水泥窑（32）。接下来，热熟料（33）进入在至少一个水泥窑（32）的下游且与其流体地连接的熟料冷却器（34）。热熟料（33）在熟料冷却器（34）中被空气流（36）冷却。冷熟料（35）沿下游方向离开熟料冷却器（34）。热空气流（37）的至少一部分也离开熟料冷却器（34）并且将其加入与熟料冷却器（34）流体地连接的热传递装置（图3中未示出）中。第一原料流（图3中未示出）也进入热传递装置。将热量在热传递装置内从热空气流（37）的至少一部分传递到第一原料流。冷空气流和预热的第一原料流（图3中未示出）分别通过冷空气流出口和预热的第一原料流出口离开热传递装置。然后将预热的第一原料流进料到在预热的第一原料流出口的下游且与其流体地连接的至少一个气化炉（38）中，并且在气化反应中用氧气流（作为用于气化反应的氧化剂）转化为粗合成气流（41），该粗合成气流沿下游方向离开至少一个气化炉（38）。

在第二实施例的该第三方面，至少一个气化炉（38）优选地选自由下排式夹带流动反应器和上排式夹带流动反应器组成的组。

热传递装置优选地是适用于将热量从气态流（热空气流（37）的至少一部分）传递到固体和/或液体原料流的热交换器。合适的热交换器包括直接接触式热交换器、板式热交换器、管式热交换器等。用于将热量从气态流（热空气流（37）的至少一部分）传递到固体和/或液体原料的合适的热交换器是本领域已知的并且可以相应地选择。合适的流动安排包括逆流流动、交叉流流动等。

在本发明的第三实施例（图4）中，水泥厂包括至少一个水泥窑、至少一个熟料冷却器、至少一个气化炉以及至少一个脱卤单元。

预热的熟料生料混合物（51）进入至少一个脱卤单元（52）并且作为负载卤素的熟料流（53）沿下游方向离开所述至少一个脱卤单元（52）。脱卤单元（52）在用于生熟料的预热单元（图4中未示出）的下游且与其流体地连接。预热的熟料生料混合物（51）在离开预热单元并且进入脱卤单元（52）时具有约800°C至约850°C的温度。预热单元优选地是多级旋风分离器系统，如四级、五级或六级旋风分离器预热器。

负载卤素的熟料流（53）然后进入至少一个水泥窑（54），在其中将负载卤素的熟料流（53）通过热化学工艺转化为热熟料（55），该热熟料沿下游方向离开至少一个水泥窑（54）或者首先进入可选的煅烧（煅烧单元）并且然后进入至少一个水泥窑（54）。至少一个水泥窑（54）在至少一个脱卤单元（52）的下游且与其流体地连接或者在可选的煅烧炉的下游且与其流体地连接，并且在两种情况下优选地通过至少一种燃料的燃烧来加热。

至少一个熟料冷却器（56）在至少一个水泥窑（54）的下游且与其流体地连接。热熟料（55）进入至少一个熟料冷却器（56）并且与空气流（58）接触。接下来，冷熟料（57）沿下游方向离开至少一个熟料冷却器（56）并且被进一步加工。将热量在至少一个熟料冷却器（56）内从热熟料（55）传递到空气流（58），该空气流作为热空气流（59）离开至少一个熟料冷却器（56）。

负载卤素的熟料（53）在进入至少一个水泥窑（54）时具有约700°C至约900°C的温度。负载卤素的熟料（53）在约20 min至约40 min内在约1350°C至约1500°C的温度下移动通过至少一个水泥窑（54），该水泥窑通常是回转窑。离开至少一个水泥窑（54）的热熟料（57）具有约1150°C至约1350°C的温度，该温度与热熟料（55）在进入至少一个熟料冷却器（57）时的温度范围大致相同。

熟料冷却器（56）优选地是篦式冷却器，将热熟料水平地运输通过该篦式冷却器，并且将空气流（58）从至少一个熟料冷却器（56）的底部区域吹送通过热熟料（55）（= 交叉逆流流动）或者将空气流（58）以逆流流动方案朝向移动的热熟料（55）引导。热空气流（59）的温度在约700°C至约1100°C的范围内。

接下来，使用热空气流（59）的至少一部分来为至少一个气化炉（60）中的气化反应提供热量。因此，热空气流（59）的至少一部分与至少一个气化炉（60）热耦合。第一原料（61）进入至少一个气化炉（60），在其中将所述第一原料（61）通过气化反应转化为粗合成气（62），所述粗合成气（62）包含卤素，沿下游方向离开至少一个气化炉（60）。

然后将粗合成气（62）加入脱卤单元（52）中，在其中使该粗合成气与预热的熟料生料混合物（51）接触。脱卤单元（52）可以是例如用于输送预热的熟料生料混合物（51）的装置，并且同时使粗合成气（62）与预热的熟料生料混合物（51）接触。脱卤单元（52）还可以是旋风分离器，如用于预热熟料生料混合物的旋风分离器（之一）或额外的旋风分离器。使预热的熟料生料混合物（51）在这样的旋风分离器中与粗合成气（62）接触，并且由此将粗合成气（62）中的卤素的至少一部分转移到预热的熟料生料混合物（51）中。粗合成气（62）包含作为杂质的含卤素化合物（“卤素”），这些含卤素化合物例如与存在于预热的熟料生料混合物（51）的表面上和之内的碱金属（离子）反应，并且由此在至少一个脱卤单元（52）中形成碱金属卤化物。由此，将粗合成气（62）转化为至少部分脱卤的合成气（63）。预热的熟料生料混合物（51）充当至少一个脱卤单元（52）内的移动床。可以使预热的熟料生料混合物（51）和粗合成气（62）在至少一个脱卤单元（52）内以相同方向（并流流动）、交叉逆流、或相反方向（逆流流动）接触。优选地，熟料生料混合物（51）和粗合成气（62）以逆流流动接触。

因此，水泥厂进一步包括用于预热生熟料混合物的装置和用于使所述预热的生熟料混合物与所述包含卤素的粗合成气接触的装置，由此将所述卤素的至少一部分从所述粗合成气转移到所述预处理的熟料中，并且其中用于使所述预热的生熟料混合物与所述包含卤素的粗合成气接触的装置具有用于预热的生熟料混合物的入口和出口，并且其中所述用于预热的生熟料混合物的入口在所述用于预热生熟料混合物的装置的下游且与其流体地连接，并且其中所述至少一个水泥窑在所述用于预热的生熟料混合物的出口的下游且与其流体地连接。

含卤素化合物的卤素组分被转化为例如碱金属卤化物（如NaCl和KCl），这些碱金属卤化物然后在至少一个水泥窑（54）中分解。将卤素作为燃烧的燃料排气流的一部分从至少一个水泥窑（54）中移出并且作为热气体重新进入预热单元中。因此，从粗合成气（62）转移到预热的熟料生料混合物（53）的卤化物成为水泥厂的“内部卤化物循环”的一部分。

热空气流的至少一部分和至少一个气化炉的热耦合类型取决于根据本发明的水泥厂中使用的气化炉的类型：

a)在至少一个气化炉（60）选自由逆流固定床反应器、并流固定床反应器、鼓泡流化床反应器和循环流化床反应器组成的组并且其中将热空气流的至少一部分加入所述气化炉中的情况下，可以将热空气流（59）的至少一部分加入至少一个气化炉（60）中。在这种情况下，热空气流（59）的至少一部分将热量传递到至少一个气化炉（60），即与至少一个气化炉（60）直接热耦合，并且此外充当氧化剂（其是需要至少一种氧化剂的部分氧化反应），或者

b1)在至少一个气化炉（60）选自由下排式夹带流动反应器和上排式夹带流动反应器组成的组的情况下，通过以下方式将热量从热空气流（59）的至少一部分传递到至少一个气化炉（60）（第三实施例的第二方面，图4中未示出）：在至少一个热传递装置中将来自热空气流的至少一部分的热量传递到蒸汽流和/或氧气流以形成预热的蒸汽流和/或热氧气流，然后将其进料到至少一个气化炉中并且充当氧化剂，并且其中热空气流的至少一部分和至少一个气化炉通过蒸汽流和/或热氧气流间接热耦合，或者

b2)在至少一个气化炉选自由下排式夹带流动反应器和上排式夹带流动反应器组成的组的情况下，通过以下方式将热量从热空气流（59）的至少一部分传递到至少一个气化炉（第三实施例的第三方面，图4中未示出）：将来自热空气流的至少一部分的热量在热传递装置中传递到第一原料流以形成预热的第一原料流，并且其中热空气流的至少一部分和至少一个气化炉通过第一原料流间接热耦合。

在至少一个气化炉（60）选自由逆流固定床反应器、并流固定床反应器、鼓泡流化床反应器和循环流化床反应器（例如具有至少一个燃烧器）组成的组的情况下，可以将热空气流（59）的至少一部分加入至少一个气化炉（60）中。用于将热空气流的至少一部分加入这样的气化炉中的其他合适的装置是本领域已知的并且可以相应地选择。

在本发明的第三实施例的第二方面和第三方面，预热的熟料生料混合物（51）进入至少一个脱卤单元（52）并且作为负载卤素的熟料流（53）沿下游方向离开所述至少一个脱卤单元（52）。负载卤素的熟料流（53）然后进入至少一个水泥窑（54），在其中将负载卤素的熟料流（53）通过热化学过程转化为热熟料（55），该热熟料沿下游方向离开至少一个水泥窑（54）。至少一个水泥窑（54）在至少一个脱卤单元（52）的下游且与其流体地连接并且通过至少一种燃料的燃烧来加热。

在第三实施例的第二方面，热空气流（59）的至少一部分离开熟料冷却器（56）并且将其加入与熟料冷却器（56）流体地连接的至少一个热传递装置（图4中未示出）中。蒸汽流和/或氧气流也进入热传递装置。将热量在至少一个热传递装置内从热空气流（59）的至少一部分传递到蒸汽流和/或氧气流。冷空气流和预热的蒸汽流和/或热氧气流分别通过冷空气流出口和预热的蒸汽流出口和/或热氧气流出口离开至少一个热传递装置。预热的蒸汽流和/或热氧气流然后进入在预热的蒸汽流出口和/或热氧气流出口的下游且与其流体地连接的至少一个气化炉（60）。预热的蒸汽流和/或热氧气流充当用于至少一个气化炉（60）内的气化反应的氧化剂。第一原料流（61）进入至少一个气化炉（60）并且在气化反应中用预热的蒸汽流和/或热氧气流转化为粗合成气流（62），该粗合成气流沿下游方向离开至少一个气化炉（60）。

在第二实施例的该第二方面，至少一个气化炉（60）优选地选自由下排式夹带流动反应器和上排式夹带流动反应器组成的组。

优选地，将蒸汽流在至少一个热传递装置中通过热空气流（59）的至少一部分加热，之后作为预热的蒸汽流进入至少一个气化炉（60）。更优选地，将氧气流在至少一个热传递装置中通过热空气流（59）的至少一部分加热，之后作为热氧气流进入至少一个气化炉（60）。最优选地，将热量在第一热传递装置中从热空气流的至少一部分传递到蒸汽流，并且然后将热量在第二热传递装置中从热空气流的至少一部分传递到氧气流。

至少一个热传递装置优选地是适用于将热量从第一气态流传递到第二气态流的热交换器。热传递装置（18）更优选地选自包括以下的组：套管式热交换器、管壳式热交换器、板式热交换器、板翅式热交换器、微通道热交换器和废热回收单元。合适的流动安排包括逆流流动、交叉流流动等。

在热量从热空气流的至少一部分传递到氧气流和蒸汽流的情况下，优选地将热量在第一热交换装置中从热空气流的至少一部分传递到蒸汽流，并且然后将热量在第二热传递装置中从热空气流的至少一部分传递到氧气流。更优选地，第一热传递装置是适用于将热量从第一气态流传递到第二气态流的热交换器，并且第二热传递装置是适用于将热量从第一气态流传递到第二气态流的热交换器。最优选地，第一热传递装置选自包括以下的组：套管式热交换器、管壳式热交换器、板式热交换器、板翅式热交换器、微通道热交换器和废热回收单元。最优选地，第二热传递装置选自包括以下的组：套管式热交换器、管壳式热交换器、板式热交换器、板翅式热交换器、微通道热交换器和废热回收单元。对于第一热传递装置和第二热传递装置，合适的流动安排包括逆流流动、交叉流流动等。

在本发明的第三实施例的第三方面，热空气流（59）的至少一部分离开熟料冷却器（56）并且将其加入与熟料冷却器（56）流体地连接的热传递装置（图4中未示出）中。第一原料流（图4中未示出）也进入热传递装置。将热量在热传递装置内从热空气流（59）的至少一部分传递到第一原料流。冷空气流和预热的第一原料流分别通过冷空气流出口和预热的第一原料流出口离开热传递装置。然后将预热的第一原料流进料到在热传递装置的预热的第一原料流出口的下游且与其流体地连接的至少一个气化炉（60）中，并且在气化反应中用也进料到至少一个气化炉中的氧气流转化为粗合成气流（62），该粗合成气流沿下游方向离开该至少一个气化炉（60）。

在第三实施例的该第三方面，至少一个气化炉（60）优选地选自由下排式夹带流动反应器和上排式夹带流动反应器组成的组。

热传递装置优选地是适用于将热量从气态流（热空气流（59）的至少一部分）传递到固体和/或液体第一原料流的热交换器。合适的热交换器包括直接接触式热交换器、板式热交换器、管式热交换器等。用于将热量从气态流（热空气流（59）的至少一部分）传递到固体和/或液体第一原料的合适的热交换器是本领域已知的并且可以相应地选择。合适的流动安排包括逆流流动、交叉流流动等。

负载卤素的熟料（53）在进入至少一个水泥窑（54）时具有约700°C至约900°C的温度。负载卤素的熟料（53）在约20 min至约40 min内在约1350°C至约1500°C的温度下移动通过至少一个水泥窑（54），该水泥窑通常是回转窑。离开至少一个水泥窑（54）的热熟料（55）具有约1150°C至约1350°C的温度，该温度与热熟料（55）在进入至少一个熟料冷却器（56）时的温度范围大致相同。

然后将粗合成气（62）加入脱卤单元（52）中，在其中使该粗合成气与熟料生料混合物（51）接触。粗合成气（62）包含作为杂质的含卤素化合物（“卤素”），这些含卤素化合物与存在于预热的熟料生料混合物的表面上和之中的碱金属（离子）反应，并且在至少一个脱卤单元（52）中形成碱金属卤化物。由此，将粗合成气（62）转化为至少部分脱卤的合成气（63）。熟料生料混合物（51）充当至少一个脱卤单元（52）内的移动床。可以使熟料生料混合物（51）和粗合成气（62）在至少一个脱卤单元（52）内以相同方向（并流流动）或相反方向（逆流流动）接触。优选地，熟料生料混合物（51）和粗合成气（62）以逆流流动接触。

热空气流（59）的至少一部分的未用作燃烧空气的部分充当原料在至少一个气化炉中的气化反应的热量源。此外，在至少一个气化炉选自由逆流固定床反应器、并流固定床反应器、鼓泡流化床反应器和循环流化床反应器组成的组的情况下，热空气流的至少一部分还用作所述气化反应中的氧化剂。此外，将预热的熟料生料混合物（53）用作粗合成气（62）中卤素的反应物并且提供所述脱卤所需的热能。由此，以经济的方式获得至少部分脱卤的合成气（63）。

在本发明的第四实施例（图5）中，预热的熟料生料混合物（71）进入至少一个水泥窑（72），在其中将熟料生料混合物（71）通过热化学过程转化为热熟料（73），该热熟料沿下游方向离开至少一个水泥窑。至少一个水泥窑（72）通过至少一种燃料的燃烧来加热。

至少一个熟料冷却器（74）在至少一个水泥窑（72）的下游且与其流体地连接。热熟料（73）进入至少一个熟料冷却器（74）并且与空气流（76）接触。接下来，冷熟料（75）沿下游方向离开至少一个熟料冷却器（74）并且被进一步加工。将热量在至少一个熟料冷却器（74）内从热熟料（73）传递到空气流（76），该空气流作为热空气流（77）离开至少一个熟料冷却器（74）。

预热的熟料生料混合物（71）在进入至少一个水泥窑（72）时具有约750°C至约850°C的温度。预热的熟料生料混合物（71）在约20 min至约40 min内在约1350°C至约1500°C的温度下移动通过至少一个水泥窑（72），该水泥窑通常是回转窑。离开至少一个水泥窑（72）的热熟料（73）具有约1150°C至约1350°C的温度，该温度与热熟料（73）在进入至少一个熟料冷却器（74）时的温度范围大致相同。

熟料冷却器（74）优选地是篦式冷却器，将热熟料水平地运输通过该篦式冷却器，并且将空气流（76）例如从至少一个熟料冷却器（74）的底部区域吹送穿过热熟料（73）并且作为热空气流（77）在顶部区段上离开至少一个熟料冷却器（74）（= 交叉逆流流动），或者将空气流（76）以逆流流动方案朝向移动的热熟料（73）引导。热空气流（77）的温度在约700°C至约1100°C的范围内。

接下来，使用热空气流（77）的至少一部分来为至少一个气化炉（78）中的气化反应提供热量。因此，热空气流（77）的至少一部分与至少一个气化炉（78）热耦合。第一原料（79）进入至少一个气化炉（78），在其中将所述第一原料（79）通过气化反应转化为粗合成气（80），该粗合成气沿下游方向离开至少一个气化炉（78）。

热空气流的至少一部分和至少一个气化炉的热耦合类型取决于根据本发明的水泥厂中使用的气化炉的类型：

a)在第四实施例的第一方面，在至少一个气化炉（78）选自由逆流固定床反应器、并流固定床反应器、鼓泡流化床反应器和循环流化床反应器组成的组并且其中将热空气流的至少一部分加入所述气化炉中的情况下，可以将热空气流（77）的至少一部分加入至少一个气化炉（78）中。在这种情况下，热空气流（77）的至少一部分将热量传递到至少一个气化炉（78），即与至少一个气化炉（78）直接热耦合，并且此外充当氧化剂（其是需要至少一种氧化剂的部分氧化反应），或者

b1)在第四实施例的第二方面（图5中未示出），在至少一个气化炉选自由下排式夹带流动反应器和上排式夹带流动反应器组成的组的情况下，通过以下方式将热量从热空气流（77）的至少一部分传递到至少一个气化炉（78）：在至少一个热传递装置中将来自热空气流的至少一部分的热量传递到蒸汽流和/或氧气流以形成充当气化反应中的氧化剂的预热的蒸汽流和/或热氧气流，并且其中热空气流的至少一部分和至少一个气化炉通过蒸汽流和/或氧气流间接热耦合，或者

b2)在至少一个气化炉选自由下排式夹带流动反应器和上排式夹带流动反应器组成的组的情况下，通过热传递装置将热量从热空气流（77）的至少一部分传递到至少一个气化炉（78）（第四实施例的第三方面，图5中未示出），其中然后将来自热空气流的至少一部分的热量通过热传递装置传递到原料流以形成预热的原料流，并且其中热空气流的至少一部分和至少一个气化炉间接热耦合。

在至少一个气化炉（78）选自由逆流固定床反应器、并流固定床反应器、鼓泡流化床反应器和循环流化床反应器（例如具有至少一个燃烧器）组成的组的情况下，可以将热空气流（77）的至少一部分加入至少一个气化炉（78）中。用于将热空气流加入这样的气化炉中的其他合适的装置是本领域已知的并且可以相应地选择。

在本发明的第四实施例的第二方面，熟料生料混合物（71）进入至少一个水泥窑（72），并且热熟料（73）沿下游方向离开至少一个水泥窑（72）。接下来，热熟料（73）进入在至少一个水泥窑（72）的下游且与其流体地连接的熟料冷却器（74）。热熟料（73）在熟料冷却器（74）中被空气流（76）冷却。冷熟料（75）沿下游方向离开熟料冷却器（74）。热空气流（77）也离开熟料冷却器（74）并且将其加入与熟料冷却器（74）流体地连接的至少一个热传递装置（图5中未示出）中。蒸汽流和/或氧气流（图5中未示出）也进入至少一个热传递装置。将热量在至少一个热传递装置内从热空气流（77）的至少一部分传递到蒸汽流和/或氧气流。冷空气流（图5中未示出）和预热的蒸汽流和/或热氧气流（图5中未示出）分别通过冷空气流出口和预热的蒸汽流和/或热氧气流出口离开至少一个热传递装置。预处理的蒸汽流和/或热氧气流然后进入在预热的蒸汽流出口和/或热氧气流出口的下游且与其流体地连接的至少一个气化炉（78）。预热的蒸汽流和/或热氧气流充当用于至少一个气化炉（78）内的气化反应的氧化剂。第一原料流（79）进入至少一个气化炉（78）并且在气化反应中用预热的蒸汽流和/或热氧气流转化为粗合成气流（80），该粗合成气流沿下游方向离开至少一个气化炉（78）。粗合成气流（80）可选地包含卤素。

在第一发明的该第二方面，至少一个气化炉（78）优选地选自由下排式夹带流动反应器和上排式夹带流动反应器组成的组。

优选地，将蒸汽流在至少一个热传递装置中通过热空气流（77）的至少一部分加热，之后作为预热的蒸汽流进入至少一个气化炉（78）。更优选地，将氧气流在至少一个热传递装置中通过热空气流（77）的至少一部分加热，之后作为热氧气流进入至少一个气化炉（78）。最优选地，将热量在第一热传递装置中从热空气流的至少一部分传递到蒸汽流，并且然后将热量在第二热传递装置中从热空气流的至少一部分传递到氧气流。

至少一个热传递装置优选地是适用于将热量从第一气态流传递到第二气态流的热交换器。热传递装置更优选地选自包括以下的组：套管式热交换器、管壳式热交换器、板式热交换器、板翅式热交换器、微通道热交换器和废热回收单元。合适的流动安排包括逆流流动、交叉流流动等。

在热量从热空气流的至少一部分传递到氧气流和蒸汽流的情况下，优选地将热量在第一热交换装置中从热空气流的至少一部分传递到蒸汽流，并且然后将热量在第二热传递装置中从热空气流的至少一部分传递到氧气流。更优选地，第一热传递装置是适用于将热量从第一气态流传递到第二气态流的热交换器，并且第二热传递装置是适用于将热量从第一气态流传递到第二气态流的热交换器。最优选地，第一热传递装置选自包括以下的组：套管式热交换器、管壳式热交换器、板式热交换器、板翅式热交换器、微通道热交换器和废热回收单元。最优选地，第二热传递装置选自包括以下的组：套管式热交换器、管壳式热交换器、板式热交换器、板翅式热交换器、微通道热交换器和废热回收单元。对于第一热传递装置和第二热传递装置，合适的流动安排包括逆流流动、交叉流流动等。

在本发明的第四实施例的第三方面，熟料生料混合物（71）进入至少一个水泥窑（72），并且热熟料（73）沿下游方向离开至少一个水泥窑（72）。接下来，热熟料（73）进入在至少一个水泥窑（72）的下游且与其流体地连接的熟料冷却器（74）。热熟料（73）在熟料冷却器（74）中被空气流（76）冷却。冷熟料（75）沿下游方向离开熟料冷却器（74）。热空气流（77）也离开熟料冷却器（74）并且将其加入与熟料冷却器（74）流体地连接的热传递装置（图5中未示出）中。第一原料流（图5中未示出）也进入热传递装置。将热量在热传递装置内从热空气流（77）的至少一部分传递到第一原料流。冷空气流和预热的第一原料流分别通过冷空气流出口和预热的第一原料流出口离开热传递装置。预热的第一原料流然后进入在预热的第一原料流出口的下游且与其流体地连接的至少一个气化炉（78）中，并且在气化反应中用氧气流（可选地与作为氧化剂的蒸汽流一起）转化为粗合成气流（80），该粗合成气流沿下游方向离开至少一个气化炉（78）。

在第四实施例的该第三方面，至少一个气化炉（78）优选地选自由下排式夹带流动反应器和上排式夹带流动反应器组成的组。

热传递装置优选地是适用于将热量从气态流（热空气流（77）的至少一部分）传递到固体和/或液体第一原料流的热交换器。合适的热交换器包括直接接触式热交换器、板式热交换器、管式热交换器等。用于将热量从气态流（热空气流（77）的至少一部分）传递到固体和/或液体第一原料的合适的热交换器是本领域已知的并且可以相应地选择。合适的流动安排包括逆流流动、交叉流流动等。

根据第四实施例的第一方面、第四实施例的第二方面和第四实施例的第三实施例的水泥厂进一步包括至少一个热解反应器（81），该热解反应器具有用于第二原料（82）的入口、用于可冷凝热解产物流（84）（“热解油”）的第一出口、用于不可冷凝热解产物流（83）（“热解气体”）的第二出口和用于热解反应的固体和高粘性副产物的第三出口（图5中未示出）。不可冷凝热解流（83）包含甲烷、乙烷、丙烷、H₂和CO₂。至少一个水泥窑（72）在用于不可冷凝热解产物流（83）的第二出口的下游且与其流体地连接。不可冷凝热解产物流（83）通过用于不可冷凝热解产物流（83）的第二出口离开至少一个热解反应器（81），进入至少一个水泥窑（72），在其中将不可冷凝热解产物流（83）用作补充燃料以加热至少一个水泥窑内的熟料。热解反应的固体且高粘性副产物还可以可选地用作补充燃料以加热至少一个水泥窑内的熟料。

第二原料优选地选自混合废塑料和废橡胶，如报废轮胎。适用于热解反应的其他原料也可以用作二次原料。

热解反应是原料（如混合废塑料和轮胎）在惰性条件下的热分解或降解，并且导致得到气体级分、液体级分和固体炭级分。在热解期间，原料被转化为多种化学物质，包括a)气体，如H₂、C₁-C₄-烷烃、C₂-C₄-烯烃、乙炔、丙炔、1-丁炔，b) 具有在25°C至500°C范围内的沸腾温度的热解油，以及c) 炭。热解方法本身是已知的。它们描述于例如EP 0713906 A1和WO95/03375 A1中。

包含甲烷、乙烷、丙烷、H₂和CO₂的气态级分可以用作补充燃料以加热至少一个水泥窑内的熟料。所述气态级分具有比其他补充（“二次”）燃料如废物更高的热值。液体级分（即，具有在25°C至500°C范围内的沸腾温度的热解油）可以例如用作蒸汽裂化器生产烯烃和/或合成气厂生产合成气的原料。可以将热解油在合适的容器中通过例如卡车或轨道运输到另一位置以进行进一步加工。热解反应的固体且高粘性副产物还可以用作补充燃料以加热至少一个水泥窑内的熟料。

因此，水泥厂进一步包括至少一个热解反应器，该热解反应器从第二原料生产热解油和热解气体，并且其中将所述热解气体用于加热至少一个水泥窑。

热空气流（77）的未用作燃烧空气的部分充当第一原料在至少一个气化炉中的气化反应的热源。此外，在至少一个气化炉选自由逆流固定床反应器、并流固定床反应器、鼓泡流化床反应器和循环流化床反应器组成的组的情况下，热空气流的至少一部分还用作所述气化反应中的氧化剂；或者使用热空气流的至少一部分将热量传递到蒸汽流和/或氧气流以形成预热的蒸汽流和/或热氧气流，然后将其进料到至少一个气化炉中；或者使用热空气流的至少一部分将热量传递到第一原料，然后将其进料到至少一个气化炉中。此外，将不可冷凝热解产物流（83）用作补充燃料以加热至少一个水泥窑内的熟料。

如上所述的本发明的第一、第二、第三和第四实施例的任何组合都在本发明的范围。

例如，根据第一实施例的水泥厂的组成部分可以与脱卤单元（第三实施例）和热解反应器（第四实施例）等组合。

热熟料在约1150°C至约1350°C的温度下穿过预冷却区之后离开水泥窑。热熟料然后进入熟料冷却器，在其中使用空气流将该热熟料冷却至约80°C至约200°C。合适的熟料冷却器设计包括管式冷却器、行星式冷却器、卫星式冷却器和篦式冷却器。将热熟料在至少一个熟料冷却器中用逆流或交叉逆流的空气流冷却。此类熟料冷却器的高温部件配备有耐火材料。使热熟料与熟料冷却器内的空气流接触。将来自热熟料的热量传递到空气流，该空气流作为热空气流离开熟料冷却器。

最优选地，至少一个熟料冷却器是篦式冷却器。在这样的篦式冷却器中，将热熟料在移动篦床或者固定篦床和移动篦床的组合上运输。篦式冷却器适于更高的热熟料通过量，并且适于选择将在熟料冷却器内在从热熟料向空气流进行热传递期间形成的热空气流分流以供进一步利用。篦式冷却器需要比燃烧（即，作为二次燃烧空气并且可选地作为三次燃烧空气）所需的更多的冷却空气。

第一原料优选地是包含有机化合物和/或有机聚合物的固体和/或液体材料或材料的混合物。所述有机化合物和/或有机聚合物含有生物源碳和/或化石源的碳。碳优选地来自消费后废物（“再循环含量碳”）。第一原料可以进一步含有杂质，如无机组分和金属组分。优选地，第一原料是固体和/或液体原料并且选自包括以下的组：来自原油精炼的含碳产物如超重原油、焦油砂、沥青、焦炭、生物质、废物、其混合物，以及其与化石原料如煤、油和天然气的混合物。

术语“生物质”包括但不限于木材、木材颗粒、木屑、秸秆、木质纤维素生物质、能源作物和藻类。

术语“废物”包括化石基废物、生物基废物及其混合物。适合作为原料的废物的实例是农业/耕作残余物如木材加工残余物、废木材、伐木残余物、柳枝稷、废弃的种子玉米、玉米秸秆和其他作物残余物、城市固体废物（MSW）、纺织品、工业废物、污水污泥、塑料废物、混合塑料废物、报废轮胎、包装废物、粉碎残渣如汽车粉碎残渣及其混合物。

优选地，原料选自包括以下项的组：生物质、城市固体废物（MSW）、粉碎残渣如汽车粉碎残渣、纺织品、塑料废物、包装废物及其混合物。

气化炉类型和气化炉尺寸的选择取决于原料的物理和/或化学特性，优选地选自包括水含量、灰分含量、元素组成、粒度分布和热值的组的物理和/或化学特性。此外，气化炉类型和气化炉尺寸的选择还取决于原料类型和量的可获得性以及用于将原料运输到安装至少一个气化炉的位置的基础设施。气化炉类型和气化炉尺寸的选择还取决于应用于原料的预处理方法。气化炉类型的概述例如提供于James G. Speight, Handbook ofGasification Technology [气化技术手册], Scrivener Publishing and Wiley [斯克里维纳出版社和威立出版社], 2020, 第8.4.2章, 第259至262页中。

至少一个气化炉选自包括以下的组：逆流固定床反应器、并流固定床反应器、鼓泡流化床反应器、循环流化床反应器、下排式夹带流动反应器和上排式夹带流动反应器。

在根据本发明的水泥厂包括两个或更多个气化炉的情况下，至少两个气化炉选自包括以下的组：逆流固定床反应器、并流固定床反应器、鼓泡流化床反应器、循环流化床反应器、下排式夹带流动反应器和上排式夹带流动反应器，并且优选地以串联方式安装，即气化炉2在气化炉1的下游且与其流体地连接。以此方式安装的至少两个气化炉的优点是气化反应的原料和中间产物向期望的合成气组分H₂和CO的转化率更高。更优选地，第一气化炉和第二气化炉优选地是不同类型的气化炉。最优选地，第一气化炉（气化炉1）选自由逆流固定床反应器、并流固定床反应器、鼓泡流化床反应器、循环流化床反应器组成的组，并且第二气化炉（气化炉2）是下排式夹带流动反应器或上排式夹带流动反应器。在这种情况下，气化反应的原料和中间产物向期望的合成气组分H₂和CO的转化率甚至是更高的。此外，在该优选的安装中，固体副产物（如污泥）优选地不含碳，并且因此可以处置在例如垃圾填埋场中而无需进一步处理。如上所论述的关于加入至少一个气化炉中的热空气或热氧气的相同限制也适用于本发明的该方面。

在三个气化炉以该方式彼此连接的情况下，所有三个气化炉优选地是不同类型的气化炉。这样的安装（尤其是当采用不同类型的气化炉时）的优点是期望的合成气组分H₂和CO的产率甚至更高。

至少一个气化炉优选地选自由逆流固定床反应器、并流固定床反应器、鼓泡流化床反应器和循环流化床反应器组成的组，并且其中将热空气流的至少一部分加入所述至少一个气化炉中；或者其中所述至少一个气化炉优选地选自由下排式夹带流动反应器和上排式夹带流动反应器组成的组，并且其中水泥厂进一步包括用于将热量从热空气流的至少一部分传递到氧气流和/或蒸汽流的装置。

气化炉中的气化反应典型地在 > 500°C的温度下在亚化学计量的量的氧化剂（如氧气、空气、蒸汽、超临界水或前述物质的混合物）的存在下进行。氧气因为其易于获得且成本低是用于气化的最常见的氧化剂。如果蒸汽充当氧化剂，则粗合成气具有比在氧气用作氧化剂的情况下更高的第一H₂ : CO摩尔比。例如，典型的摩尔比“原料的总氧化所需的典型空气 : 氧气”范围为0.3至 < 1。

原料在至少一个气化炉中的转化产生粗合成气，该粗合成气主要由H₂、CO、H₂O、CO₂、甲烷、其他烃和杂质组成。所述粗合成气在离开气化炉时的第一H₂ : CO摩尔比范围为约0.1 : 1至约3 : 1，并且取决于所使用的固体和/或液体原料的类型、氧化剂和所应用的其他反应条件（如用于气化反应的温度和/或停留时间）。合成气的最期望的组分是H₂和CO。

本发明的以下可选特征可以与前面所述的任何实施例组合：

可选地，将在至少一个气化炉中通过气化获得的粗合成气在至少一个合成气纯化单元中纯化以获得清洁合成气。形成其他气态物质（如HCl和H₂S）和/或在可选的至少一个合成气纯化单元中与粗合成气分离。将杂质在至少一个合成气纯化单元中从粗合成气中去除，并且从粗合成气生产清洁合成气。

使用从可选的至少一个合成气纯化单元获得的清洁合成气是优选的，因为当使用清洁合成气而不是直接从至少一个气化炉中的气化反应获得的粗合成气时，在连续工艺步骤中利用的催化剂具有改善的寿命并且保持其活性。

从至少一个气化炉中的气化反应获得的粗合成气中的典型杂质包括氯化物、含硫有机化合物（如二氧化硫）、痕量重金属（例如，作为相应的盐）和微粒残余物。用于从所述粗合成气中去除此类杂质的各种化学和/或物理方法如过滤、洗涤、加氢处理和吸收/吸附是已知的，并且可以根据所述粗合成气中杂质的类型和相应浓度以及在连续工艺步骤中对此类杂质的容忍度来选择和调整。将更详细地讨论用于从所述粗合成气中去除杂质的一些选定方法。所述方法中的一种或多种还可以实施到可选的至少一个合成气纯化单元中。此类方法的选择不限制本发明的范围。将所述杂质的一部分以及在气化反应中作为副产物形成的灰分和/或污泥从合成气中去除。

细颗粒可以通过旋风分离器和/或过滤器从粗合成气中去除；痕量重金属和氯化物通过湿法洗涤去除，催化水解用于将含硫有机化合物转化为H₂S，以及酸性气体去除用于提取含硫气体如H₂S。合成气中的大颗粒和细颗粒也可以在烟灰水洗涤单元中通过骤冷去除。

优选地，水泥厂进一步包括用于从粗合成气生产清洁合成气的合成气纯化单元，所述合成气纯化单元在至少一个气化炉的下游且与其流体地连接。

可选地，水泥厂包括选自包括甲烷化单元、甲醇合成单元和费托合成单元的组的另外的化学合成单元，所述另外的化学合成单元在合成气纯化单元或可选的水煤气变换单元的下游且与其流体地连接，所述可选的水煤气变换单元在所述合成气纯化单元的下游且与其流体地连接并且在所述可选的化学合成单元的上游且与其流体地连接。

清洁合成气在进料到可选的甲烷化单元或甲醇单元或费托单元之前可以经受水煤气变换反应。水煤气变换反应可以与至少一个气化炉中的气化组合，和/或水煤气变换反应在单独的水煤气变换单元中进行，该单独的水煤气变换单元在至少一个合成气纯化单元的下游且与其流体地连接。

将杂质从粗合成气中去除，并且具有第一H₂ : CO摩尔比的清洁合成气然后可选地进入甲烷化单元（优选地具有在至少一个合成气纯化单元的下游且与其流体地连接并且在甲烷化单元的上游且与其流体地连接的水煤气变换单元）或甲醇合成单元（优选地具有在至少一个合成气纯化单元的下游且与其流体地连接并且在甲醇合成单元的上游且与其流体地连接的水煤气变换单元）或费托合成单元（优选地具有在至少一个合成气纯化单元的下游且与其流体地连接并且在费托合成单元的上游且与其流体地连接的水煤气变换单元），在其中将清洁合成气转化为甲烷或甲醇或费托烃。

通过在甲烷化单元中的甲烷化反应形成甲烷。可选的甲烷化单元在至少一个气化炉的下游且与其流体地连接，和/或至少一个可选的合成气纯化单元或可选的甲烷化单元在水煤气变换单元的下游且与其流体地连接。

在这种情况下，优选地使具有第一H₂ : CO摩尔比的清洁合成气在至少一个水煤气变换单元中经受水煤气变换反应。由此，通过使清洁合成气的一部分CO与水反应形成额外的H₂（和CO₂）来提高清洁合成气中的H₂含量，并且由此形成具有第二H₂ : CO摩尔比的第二合成气并且使其离开至少一个水煤气变换单元。具有第二H₂ : CO摩尔比的所述第二合成气中的H₂含量高于具有第一H₂ : CO摩尔比的所述清洁合成气。该步骤被称为水煤气变换反应并且由化学反应方案 (1) 表示：

CO + H₂O → CO₂ + H₂(1)

水煤气变换反应将在约200°C与约480°C之间的温度范围内用多种催化剂（如铜-锌-铝催化剂和铬或铜促进的铁基催化剂）进行。所要求的水煤气变换反应和单元的类型可以适配该方法的通用条件（例如，所使用的用于气化反应的原料的类型以及期望通过化学反应方案 (1) 获得多少额外的H₂）。

甲烷化反应通过化学反应方案 (2) 和 (3) 描述：

CO + 3H₂ → CH₄ + H₂O(2)

CO₂ + 4H₂ → CH₄ + 2H₂O(3)

甲烷化反应和合适的甲烷化单元例如描述于S. Rönsch, J. Schneider, S.Matthischke, M. Schlüter, M. Götz, J. Lefebvre, P. Prabhakaran, S. Bajohr:Review on methanation - From fundamentals to current projects [甲烷化综述 -从基础到当前项目]; Fuel [燃料] 166 (2016) 276-296，并且可以由技术人员选择和调整。

甲烷化反应是例如在1巴至70巴和200°C至700°C、优选5巴至60巴和200°C至700°C、更优选10巴至45巴和200°C至550°C下使用氧化铝负载镍催化剂、优选蜂窝形状催化剂的催化反应。

清洁合成气可以在可选的甲醇合成单元中转化为甲醇。在这种情况下，具有第一H₂ : CO摩尔比的清洁合成气在进入甲醇合成单元之前优选地如上所述在至少一个水煤气变换单元中经受水煤气变换反应。在例如绝热反应器或准等温反应器中在低压甲醇工艺中通过在约5 MPa至约10 MPa和约200°C至约300°C下使用催化剂的催化气相反应从合成气生产甲醇。清洁合成气由合成气纯化单元或由其中改变H₂ : CO摩尔比以用于甲醇合成的可选的水煤气变换单元提供。催化剂是例如负载在氧化铝上的铜和锌氧化物的混合物。适于与根据本发明的生产系统组合的甲醇合成及其各种选择披露于Ullmann`s Encyclopediaof Industrial Chemistry [乌尔曼工业化学百科全书] (2012), 章节“Methanol [甲醇]”, 第3至12页中。

清洁合成气可以在可选的费托（FT）反应单元中通过FT工艺转化为烃（“费托烃”）如轻质合成原油。在这种情况下，具有第一H₂ : CO摩尔比的清洁合成气在进入FT合成单元之前优选地如上所述在至少一个水煤气变换单元中经受水煤气变换反应。轻质合成油可以通过加氢裂化和/或异构化进一步转化为石脑油、轻质烯烃或柴油燃料。对于汽油和轻质烯烃的生产，FT工艺在约330°C至约350°C的温度范围内和约2.5 MPa的压力下操作（高温FT工艺）；对于蜡和/或柴油燃料的生产，该工艺在约220°C至约250°C的温度范围内和约2.5 MPa至约4.4 MPa的压力下操作（低温FT工艺）。用于低温FT工艺的合适的反应器包括管式固定床反应器和浆料床反应器。用于高温FT工艺的合适的反应器包括循环流化床反应器和SAS（Sasol Advanced Synthol）反应器。铁基和/或钴基催化剂用于FT工艺。适于与根据本发明的生产系统组合的费托合成及其各种选择披露于Ullmann`s Encyclopedia ofIndustrial Chemistry [乌尔曼工业化学百科全书] (2012), 章节“Coal Liquefaction[煤液化]”, 第20至33页中。

因此，水泥厂可选地进一步包括用于获得清洁合成气的合成气纯化单元，所述合成气纯化单元在气化炉的下游且与其流体地连接；和可选地用于从清洁合成气获得甲烷的甲烷化单元，所述可选的甲烷化单元在合成气纯化单元或可选的水煤气变换单元的下游且与其流体地连接，所述可选的水煤气变换单元在所述合成气纯化的下游且与其流体地连接。

可选地将合成气转化为甲烷的优点如下：

其中生产合成气的根据本发明的水泥厂和方法通常在与需要合成气作为原料以生产化学产品的一个或多个（石化）化工厂不同的位置安装。此外，由于安全考虑，合成气在较长距离上的运输是不可行的。对通过气化生产的合成气进行转化并且将合成气连续转化为甲烷，所述甲烷适于在天然气管道网中运输到其中需要合成气作为原料的位置。甲烷在那里通过例如甲烷蒸汽重整转化回为合成气。

可选地通过使通过所述方法获得的粗合成气与预热的生熟料混合物接触来使所述粗合成气至少部分脱卤。

用热空气流的至少一部分对第一原料进行热预处理，该热预处理选自包括干燥和焙烧的组。

合适的干燥方法包括通过带式干燥、流化床干燥、滚筒干燥、喷雾干燥、炉床干燥和旋转托盘干燥使热空气流的至少一部分与第一原料接触。

热空气流的至少一部分可以用于在焙烧预处理中将第一原料、优选生物质间接加热至在约200°C至约320°C范围内的温度，以将第一原料转化为炭并且由此获得具有用于气化反应的更好燃料品质的第一原料。

可选地，将粗合成气在可选的合成气纯化单元中清洁，并且然后可选地在对清洁合成气进行水煤气变换反应之后，将清洁合成气转化为选自包括甲烷、甲醇和费托烃的组的化学产物。

可选地，粗合成气的一部分用于通过在所述方法中燃烧所述粗合成气来加热水泥窑。

Claims (15)

1.一种水泥厂，该水泥厂包括

(i)至少一个水泥窑，该水泥窑通过燃烧至少一种燃料来加热并且在其中由预热的生熟料形成热熟料，

(ii)至少一个熟料冷却器，在其中所述热熟料将热量传递到空气流以形成热空气流，

其中所述熟料冷却器在所述至少一个水泥窑的下游且与其流体地连接，

(iii)以及至少一个气化炉，该气化炉用于通过气化从第一原料生产粗合成气，所述粗合成气可选地包含卤素，

其中在步骤 (ii) 中形成的该热空气流的至少一部分和所述至少一个气化炉直接或间接热耦合。

2.根据权利要求1所述的水泥厂，其中，所述至少一个气化炉选自由逆流固定床反应器、并流固定床反应器、鼓泡流化床反应器和循环流化床反应器组成的组，并且其中将该热空气流的至少一部分加入所述至少一个气化炉中，并且其中该热空气流的至少一部分和该至少一个气化炉直接热耦合，或者

其中所述至少一个气化炉选自由下排式夹带流动反应器和上排式夹带流动反应器组成的组，并且其中该水泥厂进一步包括至少一个用于将热量从该热空气流的至少一部分传递到蒸汽流和/或氧气流以形成预热的蒸汽流和/或热氧气流的装置，并且其中该热空气流的至少一部分和该至少一个气化炉间接热耦合，或者

其中所述至少一个气化炉选自由下排式夹带流动反应器和上排式夹带流动反应器组成的组，并且其中该水泥厂进一步包括用于将热量从该热空气流的至少一部分传递到第一原料流以形成预热的第一原料流的装置，并且其中该热空气流的至少一部分和该至少一个气化炉间接热耦合。

3.根据权利要求1和2中任一项所述的水泥厂，其中，在步骤 (ii) 中形成的该热空气流的温度范围为约700°C至约1100°C。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的水泥厂，其中，将在该气化炉中形成的该粗合成气的至少一部分用作燃料以通过燃烧所述燃料来加热该至少一个水泥窑。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的水泥厂，其中，该粗合成气进一步包含卤素，其中该水泥厂进一步包括用于预热该生熟料混合物的装置和用于使所述预热的生熟料混合物与所述粗合成气接触的装置，由此将所述卤素的至少一部分从所述粗合成气转移到所述预处理的熟料中，并且其中用于使所述预热的生熟料混合物与所述粗合成气接触的所述装置具有用于预处理的生熟料混合物的入口和用于预热的生熟料混合物的出口，并且其中所述用于预热的生熟料混合物的入口在所述用于预热该生熟料混合物的装置的下游且与其流体地连接，并且其中所述至少一个水泥窑在所述用于预热的生熟料混合物的出口的下游且与其流体地连接。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的水泥厂，其中，所述水泥厂进一步包括至少一个热解反应器，该热解反应器从第二原料生产热解油和热解气体，并且其中将所述热解气体用于加热该至少一个水泥窑。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的水泥厂，其中，该至少一个熟料冷却器是篦式冷却器。

8.根据权利要求5至7中任一项所述的水泥厂，其中，所述预热的生熟料和所述粗合成气以逆流流动接触。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的水泥厂，其中，该水泥厂进一步包括用于从该粗合成气生产清洁合成气的合成气纯化单元，所述合成气纯化单元在该至少一个气化炉的下游且与其流体地连接；和可选地选自包括甲烷化单元、甲醇合成单元和费托合成单元的组的另外的化学合成单元，所述另外的化学合成单元在该合成气纯化单元或可选的水煤气变换单元的下游且与其流体地连接，所述可选的水煤气变换单元在所述合成气纯化单元的下游且与其流体地连接并且在所述可选的化学合成单元的上游且与其流体地连接。

10.一种用于在至少一个气化炉中气化第一原料的方法，该方法包括以下步骤

(i)提供水泥厂，该水泥厂包括至少一个水泥窑、至少一个熟料冷却器以及至少一个气化炉，

(ii)在该至少一个水泥窑中形成热熟料，

(iii)将该热熟料在至少一个熟料冷却器中用空气流冷却并且由此形成热空气流，

(iv)将热量从该热空气流的至少一部分传递到该至少一个气化炉，

(v)在该至少一个气化炉中形成粗合成气，所述粗合成气可选地包含卤素。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，在步骤 (iv) 中

a)将离开该至少一个熟料冷却器的该热空气的至少一部分加入至少一个气化炉中，或者

b1)将热能从离开该至少一个熟料冷却器的该热空气的至少一部分传递到蒸汽流和/或氧气流，然后将该蒸汽流和/或氧气流进料到至少一个气化炉中，或者

b2)将热能从离开该至少一个熟料冷却器的该热空气的至少一部分传递到第一原料，然后将该第一原料进料到至少一个气化炉中。

12.根据权利要求10和11中任一项所述的方法，其中，该至少一个气化炉选自由以下组成的组

a)逆流固定床反应器、并流固定床反应器、鼓泡流化床反应器和循环流化床反应器，并且其中将该热空气流的至少一部分加入所述至少一个气化炉中，并且其中该热空气流的至少一部分和该至少一个气化炉直接热耦合，或者

b1)其中所述至少一个气化炉选自由下排式夹带流动反应器和上排式夹带流动反应器组成的组，并且其中该水泥厂进一步包括至少一个用于将热量从该热空气流的至少一部分传递到蒸汽流和/或氧气流以形成预热的蒸汽流和/或热氧气流的装置，并且其中该热空气流的至少一部分和该至少一个气化炉间接热耦合，或者

b2)其中所述至少一个气化炉选自由下排式夹带流动反应器和上排式夹带流动反应器组成的组，并且其中该水泥厂进一步包括用于将热量从该热空气流的至少一部分传递到第一原料流以形成预热的第一原料流的装置，并且其中该热空气流的至少一部分和该至少一个气化炉间接热耦合。

13.根据权利要求10和12中任一项所述的方法，其中，在步骤 (ii) 中形成的该热空气流的温度范围为约700°C至约1100°C。

14.根据权利要求10至13中任一项所述的方法，其中，通过使该粗合成气与该预热的生熟料混合物接触来使该粗合成气至少部分脱卤。

15.根据权利要求10至14中任一项所述的方法，其中，将该粗合成气在可选的合成气纯化单元中清洁，并且然后可选地在对清洁合成气进行水煤气变换反应之后，将该清洁合成气转化为选自包括甲烷、甲醇和费托烃的组的化学产物。