Untersuchung und Optimierung der dynamischen Betriebseigenschaften des Oxyfuel-betriebenen Zementklinkerbrennprozesses zur CO₂-Abscheidung

Klimaneutralität ist aufgrund der unvermeidbaren stoffgebundenen Prozessemissionen ohne die Abscheidung von CO₂ und dessen Speicherung (CCS) nicht möglich. Aufgrund der relativ geringen CO₂-Vermeidungskosten gilt die Oxyfuel-Technologie im Vergleich zu anderen Abscheidetechnologien als vielversprechend. Trotz des hohen Technology Readiness Levels (TRL) wurden noch keine Erfahrungen zum Betrieb dieser Anlagen gemacht. Zudem existieren keine Standardvorgehensweisen zu An-/Abfahrvorgängen von Oxyfuel-Öfen. Da das Oxyfuel-Verfahren eine integrierte Abscheidetechnologie ist, verändert sich der Prozess deutlich. Es ist unbekannt, wie und wie schnell auf Störfälle reagiert werden kann und wie sich neue Stoffkreisläufe für klassische Abgaskomponenten bilden könnten, die nicht nur den Klinkerbrennprozess beeinträchtigen, sondern auch Einfluss auf den Aufwand zur Aufreinigung haben könnten. Es ist daher von großer Bedeutung, zu verstehen, wie sich unterschiedliche Prozessparameter und Betriebszustände auf die CO₂-Konzentration auswirken. Für die CO₂-Infrastruktur ist die CO₂-Reinheit maßgeblich, wobei die Aufreinigung energieintensiv ist und ggf. zusätzlicher Komponenten bedarf. Durch die veränderte Prozessführung und die damit neuen Bedingungen im Ofensystem wird sich auch die Fahrweise verändern. Menschliche Prozesssteuerer wie auch die Prozessautomatisierung müssen hierauf vorbereitet werden. Daher soll die Oxyfuel-Technologie mittels dynamischer Prozesssimulation qualitativ untersucht werden. Hierdurch wird eine Grundlage für die Reglung und Optimierung von Oxyfuel-Anlagen entwickelt. Weiterhin wird die Basis für einen Oxyfuel-Schulungssimulator geschaffen. Die Ergebnisse werden in allgemeingültigen Betriebsempfehlungen zusammengefasst, um besonders mittelständisch geprägten Zementwerken, KMU aus dem Bereich Steuer- und Regeltechnik sowie KMU des Anlagenbaus die Werkzeuge an die Hand zu geben, innovative Technologie für Verfahren zur Abscheidung von CO₂ zu entwickeln und bestmöglich nutzen zu können.