Steigerung des Ersatzbrennstoffeinsatzes in der Hauptfeuerung von Zementdrehrohröfen

Bei der Zementherstellung wird der wesentliche Anteil an thermischer Energie für das Brennen des Zementklinkers in Drehofenanlagen aufgewendet. Dazu werden heute fossile Brennstoffe und Alternativbrennstoffe (bzw. Ersatzbrennstoffe) parallel eingesetzt. Auf Grund des hohen Energiekostenanteils an den Herstellungskosten für Zement ist die Zementindustrie seit jeher bemüht, den Bedarf an Brennstoffen zu reduzieren und optimieren. Maßgebliche  Anstrengungen konzentrieren sich auf die Substitution fossiler Brennstoffe durch Alternativbrennstoffe.

Neben den Eigenschaften und Mengen der Brennstoffe bestimmen die Anlagen- und Brennerkonstruktion, die Gestaltung der Zufuhr kalter Primärluft und heißer Sekundärluft im Bereich Brenner/Ofenkopf sowie die Gestaltung der Brennstoffzufuhr die Betriebseigenschaften und damit auch die einsetzbaren Alternativbrennstoffmengen. Eine Beeinträchtigung der Klinkereigenschaften  und der Verfügbarkeit der Ofenanlagen soll vermieden werden.

Bisherige Erfahrungen aus der Optimierung des Einsatzes von Alternativbrennstoffen sind teilweise werksspezifisch und entsprechend mit Einschränkungen auf andere Werke übertragbar. Im Projekt sollen daher auf Basis von Anlagenerfahrungen, vorliegenden und neuen Anlagenmessungen sowie CFD-Simulationen die Sensitivitäten und Abhängigkeiten der verschiedenen Einflussgrößen in einer anlagenunabhängigen allgemeingültigen Form erarbeitet werden. Hierzu werden numerische Simulationen der Verbrennung von Alternativbrennstoffen in Drehofenanlagen unter Variation der Anlagengeometrie und der Betriebsparameter durchgeführt sowie anhand von Anlagenversuchen überprüft. Gleichzeitig werden für solche Simulationen die am besten geeignete Modellkombinationen im Sinne von „Best Practice“ Regeln herausgearbeitet.

Die aufbereiteten Erkenntnisse werden in einem Leitfaden zu prozess- und bautechnischen Maßnahmen zur Steigerung des Alternativbrennstoffeinsatzes in Drehofenfeuerungen für Anlagenbetreiber und Anlagenhersteller zusammengestellt.

Förderer

Das IGF-Vorhaben 18862 N der Forschungsvereinigung 
VDZ gGmbH wird über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.

Kontakt

Dr. Stefan Schäfer

Dr. Stefan Schäfer

Tel.: (0211) 45 78-252

Fax: (0211) 45 78-400

Projektzeitraum

10/2015 - 03/2018

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