Thermische Verfahrenstechnik

Die VDZ-Dienstleistungen im Bereich der thermischen Verfahrenstechnik umfassen ein breites Spektrum, von Messungen in Hochtemperaturprozessen über die Beratung zur Prozessoptimierung, Produktqualität, Energieeffizienz sowie zum Einsatz alternativer Brenn- und Rohstoffe bis hin zur verfahrenstechnischen Prozessmodellierung. Unsere Messtechniker und Ingenieure verfügen über langjährige Erfahrung insbesondere im Bereich der Zementindustrie aber auch in anderen Steine-Erden-Industrien wie z.B. der Kalkindustrie.

Wir führen regelmäßig Projekte zu Messungen und zur Optimierung von industriellen Anlagen durch (z. B. Drehofenanlagen in der Zementindustrie) und sind mit den Anforderungen der Betriebspraxis bestens vertraut. Im Rahmen von Auftragsforschung und der Durchführung von öffentlich geförderten Forschungsvorhaben im Bereich der Zementindustrie arbeiten wir systematisch am besseren Verständnis der verfahrenstechnischen Prozesse und entwickeln unsere Methoden kontinuierlich weiter.

Wir stehen Ihnen als zuverlässiger und unabhängiger Partner auch für komplexe interdisziplinäre Projekte jederzeit zur Verfügung. Gern beraten wir Sie und erarbeiten gemeinsam mit Ihnen eine maßgeschneiderte Lösung für Ihr Problem. Hierzu führen wir auch Technische Reviews durch.

Prozessoptimierung

Hauptfeuerung einer Drehofenanlage der Zementindustrie

Eine kontinuierliche Überprüfung des Produktionsprozesses bildet die Grundlage für den Erhalt und die Verbesserung der Wirtschaftlichkeit und Wettbewerbsfähigkeit. Resultierend aus dieser Überprüfung kann eine zukunftstaugliche Anpassung der Anlage oder der Einbau neuer Technologien notwendig sein. Unsere Anlagen-Spezialisten stehen Ihnen bei der Diagnose von Schwachpunkten und Entwicklung von Lösungen mit jahrzehntelanger Erfahrung in der Zement- und Steine-Erden-Industrie kompetent zur Seite. Bei Bedarf steht für die Diagnose eine umfangreiche Ausrüstung für Messungen im Hochtemperaturprozess zur Verfügung.

Im Bereich Prozessoptimierung bieten wir unter anderem folgende Leistungen an:

Produktqualität

Erfassung und Bewertung der Klinkerqualität

In Zusammenarbeit mit dem Bereich Chemie und Mineralogie unterstützen wir Sie bei der Erfassung und Bewertung des Status quo im Werk und prüfen Einflüsse der Brenn- und Kühlbedingungen sowie der Roh- und Brennstoffe auf die Produkteigenschaften.

Energieeffizienz

Probenahme von Feststoffen im Rahmen einer Energiebilanz

In den energieintensiven Branchen der Steine-Erden-Industrie ist die Energieeffizienz von besonderer Bedeutung. Ziel von Energieeffizienz-Analysen durch den VDZ ist die Identifikation potentieller Einsparmöglichkeiten in Ihrem Produktionsprozess.

Darüber hinaus bieten wir Ihnen die Möglichkeit eines Benchmarking der gesammelten Energiedaten gegenüber der VDZ-Datenbasis und BAT (best available techniques). So erhalten Sie eine faire und neutrale Analyse bezüglich des Brennstoff- und Stromeinsatzes.

Der Anwendungsbereich der Energieeffizienz-Analyse ergibt sich aus Ihren spezifischen Anforderungen. Unsere Dienstleistungen im Bereich Energieeffizienz umfassen:

  • Bestimmung und Analyse des Energiebedarfs unter Einbezug anlagenspezifischer Produktionsprozesse
  • Erstellung von kompletten Energiebilanzen um Ofenanlagen auf Basis von Werksdaten und auf Basis von Messungen durch unser erfahrenes Messteam vor Ort (siehe auch Messungen im Hochtemperaturprozess)
  • Benchmarking gegenüber der VDZ-Datenbasis und BAT
  • Identifikation und Quantifizierung von Einsparpotentialen
  • Beratung bezüglich Optimierungsmessungen
  • Begutachtung unter Berücksichtigung von CO2-Minderungsmaßnahmen
  • Ermittlung von Kosteneinsparpotentialen

Messungen im Hochtemperaturprozess

Messungen in Hochtemperaturprozessen z.B. an Drehofenanlagen der Zementindustrie

Unsere Messtechniker verfügen über langjährige Erfahrung mit den  Messverfahren für Hochtemperaturprozesse. Unsere Stärken liegen insbesondere auf Vor-Ort-Messungen an Drehofenanlagen der Zementindustrie, d.h. in sehr staubhaltigen Abgasen und bei sehr hohen Temperaturen, wie sie im Klinkerbrennprozess auftreten.

Hierzu gehören z. B. Messungen der Gaszusammensetzung, Staubgehalte, Temperaturen; etwa im Rohgas, im Steigschacht, im Ofeneinlauf, im Calcinator oder in der Tertiärluftleitung von Drehofenanlagen der Zementindustrie.  

Auch Messungen an nachgeschalteten Anlagenteilen (z. B. Staubfilter wie Schlauchfilter bzw. Elektrofilter, Verdampfungskühler, SCR-Anlagen) können wir für Sie durchführen. Spezielle Messungen der Ammoniak (NH3)- Konzentration z.B. zur Optimierung von SNCR- oder SCR-Anlagen zur NOx-Minderung gehören ebenfalls zum Programm.

Die wichtigsten Messverfahren sind akkreditiert und werden regelmäßig durch interne Qualitätskontrollen überprüft. Die Ergebnisse der Messungen werden für Sie in einem Bericht zusammengefasst.

Messungen in
Hochtemperaturprozessen 

  • Gaszusammensetzung
    (z. B.  O2, CO, CO2, NOx, SO2, VOC,
    Quecksilber/Hg, Summe C,
    Ammoniak/NH3, HCl…)
  • Gasvolumenstrom
    bei Gastemperaturen bis zu 1200 °C 
    (abhängig vom Staubgehalt)
  • Druck
  • Gastemperatur mit Thermoelement
    bis zu 1200°C
    (z. B. Tertiärlufttemperatur)
  • Gastemperatur mit Absaugeeinheit
    bis zu 1200 °C bei Querschnitten von bis zu 7 m
    (z. B. Sekundärlufttemperatur)
  • Staubgehalt
    (bei Konzentrationen bis zu 200 g/m3)
  • Feststoff-/Wandtemperaturen
    mit Pyrometer bis zu 1600 °C
    (z. B. Heißklinkertemperatur, Ofenwandtemperatur)

Probenahme und Analyse von Feststoffen und Flüssigkeiten

  • Stäube aus dem Gasstrom
    (z. B. Rohgas, Kühlerabluft)
  • Brennstoffe
  • Rohmaterial / Rohmehl
  • Klinker

In den Laboren des VDZ können die genommenen Proben analysiert werden z.B. in Bezug auf:

Alternative Brennstoffe/Rohstoffe

Alternative BrennstoffeAlternative Brennstoffe

Beim Einsatz von alternativen Brennstoffen und alternativen Rohstoffen sind Ofenbetrieb, Produktqualität und Umweltgesichtspunkte entscheidende Aspekte.

Basierend auf den Erkenntnissen jahrzehntelanger Erfahrungen aus Forschungsarbeiten sowie Messungen an Ofenanlagen bieten wir hierzu unsere kompetente Beratung und Unterstützung an:

  • Erstellung verbrennungstechnischer Studien zum Einsatz von alternativen Brennstoffen / Rohstoffen
  • Auswirkungen und Stoffkreisläufe (Schwefel, Chlor, Alkalien)
  • Erstellung von Umweltgutachten
  • Analyse von alternativen Brennstoffen
  • Thermografische Flammenuntersuchungen:
    Mit Hilfe eines mobilen Thermografiesystems führen wir vor Ort eine thermografische Analyse der Flamme in der Hauptfeuerung durch. Hieraus erarbeiten wir Vorschläge zur Optimierung des Einsatzes von alternativen Brennstoffen (etwa im Hinblick auf Brennstoffqualität oder Brennstoffmix).
  • Verfahrenstechnische Prozessmodellierung

Verfahrenstechnische Prozessmodellierung

Ein weiteres Werkzeug der Prozessoptimierung im Hinblick auf die Energieeffizienz, Emissionsminderung oder den Einsatz von alternativen Roh- und Brennstoffen stellt die Prozessmodellierung dar. Das VDZ-Prozessmodell wurde im Forschungsinstitut der Zementindustrie entwickelt und umfasst Anlagendesign sowie Energie- und Stoffumwandlung und kann an die jeweils zu untersuchende Anlage angepasst werden. Es wurde in zahlreichen Projekten angewandt und validiert.

Durch den Einsatz des VDZ-Prozessmodells wird das Risiko vermieden, etwaige Einstellungen direkt an der Ofenanlage testen zu müssen, die dort zu Schäden führen könnten. Zudem können auf diese Weise Kosten für intensive Messkampanien vermieden oder zumindest reduziert werden. Wir bieten Ihnen Simulationsstudien mit einem praxisorientierten Prozessmodell für folgende beispielhafte Anwendungen an:

  • Bewertung und Auslegung von Anlagenumbauten 
  • Bewertung von geplanten betriebstechnischen Maßnahmen vor der Umsetzung
  • Bestimmung von nicht zu messenden Daten (z. B. Ofenprofile bezüglich Temperaturen, Gaszusammensetzung, chemischer/mineralogischer Stoffumwandlung etc.)
  • Einfluss von betriebs- und prozesstechnischen Änderungen auf die Klinkerqualität

Kontakt

Dr. Voelker Hoenig

Dr. Volker Hoenig

Tel.: (0211) 45 78-254

Fax: (0211) 45 78-400

Leistungsangebot

Übersicht aller Dienstleistungen des VDZ aus den Bereichen Verfahrenstechnik, Anwendung von Zement und Beton, Prüfen, Überwachen, Zertifizieren und Verifizieren, Chemie und Mineralogie.