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 sollten 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 wurden numerische Simulationen der Verbrennung von Alternativbrennstoffen in Drehofenanlagen unter Variation der Anlagengeometrie und der Betriebsparameter durchgeführt sowie anhand von Anlagenversuchen überprüft. Gleichzeitig wurden für solche Simulationen die am besten geeignete Modellkombinationen im Sinne von „Best Practice“ Regeln herausgearbeitet.
