Untersuchung der Wechselwirkung von Brennstoffpartikeln und Zementklinker mit dem Ziel der Erhöhung des Ersatzbrennstoffeinsatzes

Untersuchung der Wechselwirkung von Brennstoffpartikeln und Zementklinker mit dem Ziel der Erhöhung des Ersatzbrennstoffeinsatzes

Bei der Zementherstellung wird ein wesentlicher Teil thermischer Energie für das Brennen des Zementklinkers im Drehrohofen aufgewendet. Heutzutage werden parallel zu den fossilen Brennstoffen Ersatzbrennstoffe (EBS) eingesetzt, die erstere substituieren. Die Zementhersteller streben eine Erhöhung des EBS-Anteils an, um ihre Wettbewerbssituation zu sichern bzw. zu verbessern. Neben wirtschaftlichen sind insbesondere auch ökologische Vorteile zu nennen. So kann der Einsatz von EBS etwa zur Verminderung klimarelevanter CO2-Emissionen beitragen.

Die in der Drehofenfeuerung einsetzbaren EBS-Mengen sind dadurch begrenzt, dass bestimmte EBS-Brennstoffpartikel in das Klinkerbett fallen und bei Brennen des Klinkers lokale Störungen in den Klinkergranalien hervorrufen können. Zur weiteren Steigerung des EBS-Einsatzes ist eine Optimierung der Brennstoffeinbringung erforderlich, so dass die Klinkereigenschaften und der Ofenbetrieb auch bei hohen EBS-Einsatzraten nicht beeinträchtigt werden.

Ziel des Forschungsprojektes ist es, diejenigen Brennstoffpartikel zu identifizieren, die potentiell die größten Störungen verursachen und deren Umsetzungsgeschwindigkeit in der Flamme und im Klinkerbett zu ermitteln. Ein weiteres Ziel ist es, darauf basierend Qualitätskriterien für EBS herzuleiten, Handlungsempfehlungen zur verfahrenstechnischen Optimierung der Brennstoffaufgabe auszuarbeiten und ein Tool zu erstellen, mit dem die Eignung eines EBS abgeschätzt werden kann. Durch eine Kombination von Laborversuchen, Brennstoffuntersuchungen sowie CFD/DEM-Simulationen werden die Ergebnisse erarbeitet und anschließend anhand eines Werksversuchs überprüft. Betreiber von Zementwerken werden dadurch Erkenntnisse und Werkzeuge an die Hand gegeben, um den EBS-Einsatz weiter erhöhen zu können.

Förderer

Das IGF-Vorhaben 20691 N der Forschungsvereinigung VDZ gemeinnützige GmbH – VDZ gGmbH, Tannenstraße 2, 40476 Düsseldorf 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.