Untersuchungen an Vorcalcinieranlagen

Neubauten von Drehofenanlagen der Zementindustrie werden heute durchweg mit Vorcalciniertechnik ausgeführt. Im Calcinator wird der bearbeitete Rohstoff, ein Gemisch aus Kalkstein und Ton, unter Zuführung von Energie weitgehend entsäuert. Dadurch kann der Drehofen kleiner und somit kostengünstiger ausgelegt werden. In der Regel werden zwischen 50 und 65 % der gesamten Feuerungswärmeleistung im Calcinator aufgegeben, wobei sich durch Einsatz einer gestuften Feuerungsführung eine NO_x-Minderung erreichen lässt. Das Ziel besteht darin, im Calcinator einen wirkungsvollen NO-Abbau bei gleichzeitig gutem Ausbrand, störungsfreiem Ofenbetrieb und hoher Flexibilität hinsichtlich des Brennstoffeinsatzes zu erreichen. Bisher wurden vom Forschungsinstitut der Zementindustrie bereits an mehreren Vorcalcinieranlagen Untersuchungen durchgeführt. Zum einen sollte überprüft werden, inwieweit sich Erfahrungen aus der Kraftwerkstechnik auf den Zementherstellungsprozess übertragen lassen. Zum Anderen wurden für die Stufenverbrennung und deren Kombination mit dem SNCR-Verfahren Verbesserungspotentiale ermittelt und deren Grenzen ausgelotet.

Die Ergebnisse zeigen, dass die gestufte Feuerung beim Klinkerbrennprozess nach anderen Maßgaben optimiert werden muss, als aus Untersuchungen aus der Kraftwerkstechnik bisher bekannt ist. Dies gilt in erster Linie für die Einstellung des Brennstoff-/Luftverhältnisses (Luftzahl) und für die Verweilzeiten in der Reduktions- und Ausbrandzone. Werden zusätzlich SNCR-Reduktionsmittel im Calcinator aufgegeben, spielt die Wahl des Aufgabeortes eine entscheidende Rolle, wenn eine Zunahme der CO-Emissionen vermieden werden soll.