Forschungsprojekt

Ersatzbrennstoffe sind für die Zementindustrie eine gute Sache. Sie sind kostengünstiger und haben obendrein eine bessere CO2-Bilanz. Aber es gibt auch Nachteile: Im schlimmsten Fall kann der EBS-Einsatz zu Produktionsausfällen führen.

Wissenschaftler beleuchten die Kehrseite des EBS-Einsatzes in Zementwerken


Der Verein Deutscher Zementwerke (VDZ) will in den kommenden gut zwei Jahren den Einfluss von Ersatzbrennstoffen (EBS) auf die Ansatzbildung in Drehrohröfen untersuchen. Laut VDZ soll dabei erstmals wissenschaftlich geklärt werden, wie EBS die Ansatzneigung in bestimmten Anlagenteilen bedingt. Die Erkenntnisse sollen helfen, den Einsatz von EBS in der deutschen Zementindustrie weiter zu erhöhen.

Wie der VDZ ausführt, sind bisherige Erfahrungen und Lösungsansätze häufig werksspezifisch und nicht direkt auf andere Betriebsbedingungen und Anlagen übertragbar. Zunächst wollen die Verantwortlichen daher die genauen Zusammenhänge zwischen EBS-Einsatz und Ansatzneigung verstehen. Dazu würden Betriebsmessungen und gekoppelte Anlagensimulationen (CFD-Simulationen gekoppelt mit einem Prozessmodell zur Brenngutberechnung) vorgenommen.

Der Fokus liege allerdings auf Fluff. Hier soll die Frage beantwortet werden, welchen Einfluss die veränderten Flammencharakteristika und Wärmeströme des Materials auf die Bildung von Ansätzen in der Sinterzone haben. Darüber hinaus ist geplant, kritische Konzentrationsbereiche von Chlor, Schwefel und Alkalien für die Bildung ungesinterter Ansätze am Ofeneinlauf zu quantifizieren.


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[su_spoiler title=“Stichwort: Ansatzbildung in Drehrohröfen“]
• Der Einsatz von Ersatzbrennstoffen verändert laut VDZ die Prozessbedingungen im Drehrohrofen. So werde unter anderem durch den höheren Eintrag von Chlor und Schwefel die Flammenform und damit das Temperaturprofil beeinflusst.

• Das wiederum beeinflusse maßgeblich den Wärmeübergang auf das Brenngut und somit die Klinkerphasenbildung in der Sinterzone der Anlage. Die Folge ist eine Ansatzbildung, deren Ausprägung vom Brennstoff und der Brennereinstellung abhängt.

• Dem VDZ zufolge verändern diese Ansätze den Rauchgas- und Brenngutstrom im Ofen und damit den Ofenbetrieb. Werden die Ansätze so groß, dass ein kontinuierlicher Ofenbetrieb nicht mehr möglich ist, muss die Ofenanlage abgestellt werden.

• Die Beseitigung könne einen Produktionsausfall von mehreren Tagen nach sich ziehen und bedeute nicht selten einem immensen wirtschaftlichen Schaden, so der VDZ.
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Am Ende des Forschungsvorhabens will der VDZ den Zementwerksbetreibern Handlungsempfehlungen präsentieren. Beispielsweise zu den Fragen, wie die Betriebsweise der Anlage an steigende EBS-Mengen angepasst werden kann und welche zusätzlichen Kriterien bei der Brennstoffauswahl zu berücksichtigen sind.

Das Projekt dauert noch bis Mai 2020 und wird über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der industriellen Gemeinschaftsforschung vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie gefördert. Projektpartner des VDZ ist der Lehrstuhl für Energieanlagen und Energieprozesstechnik an der Ruhr-Universität Bochum.

 

© 320°/bs | 13.03.2018

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