ThyssenKrupp techforum 1/2011 (PDF, 13,8 MB)

56 / Polysius-AFR-Strategie
Bild 2 / Prozess der Zementherstellung: Steinbruch (links), Brennprozess (Mitte), Zementmahlung (rechts)
AFR-Strategie
Die in den letzten Jahren entwickelte und bereits zum großen Teil
umgesetzte AFR-Strategie (Alternative Fuels and Raw Materials) hat
zum Ziel, die CO 2-Emissionen bei der Zementherstellung deutlich zu
senken. Sie zielt bei den Brennstoffen auf die Nutzung industrieller
Abfallstoffströme ab, die bei den hohen Temperaturen im Drehrohrofen
sicher und ohne Schadstoffe zu emittieren umgesetzt werden. Die
gesamte Aufbereitungskette von der Sammlung bis zur Verbrennung
im Zementprozess ist in / Bild 3 / dargestellt.
Die AFR-Strategie von Polysius setzt nicht am Beginn der Aufbereitungskette
an, sondern an deren Ende, bei der Verbrennung. Da
der Baustoff Zement international genormt ist und hohen Qualitätsanforderungen
genügen muss, benötigt der Einsatz variabel zusammengesetzter
Brennstoffe ein großes Know-how der Zementherstellung,
das sich Polysius in seiner mehr als 150-jährigen Geschichte erarbeitet
hat. Dieses Know-how bezieht sich zum einen auf die Verbrennungseigenschaften
der Brennstoffe (Umsetzungsrate, Kinetik, Flammenbildung
etc.) und zum anderen auf die Auswirkungen des nicht brennbaren
Anteils auf die Zementeigenschaften. Fast alle Brennstoffe, außer
Öl und Gas, weisen einen mehr oder minder großen Anteil an Asche
auf. Die Asche ist die Summe aller nicht brennbaren Bestandteile eines
Primär- und Sekundärbrennstoffes. Viele Kunststoffe weisen einen
Ascheanteil von 20 - 40 % auf, der im Wesentlichen aus den zugesetz-
ten Füllstoffen resultiert. Bei ihnen handelt es sich meist um kalzium-
oder siliziumhaltige Materialien aber auch um Zinkoxid oder Titanoxid.
Eigene Produkte Ausbau Produktportfolio
Logistik
Trocknung
biologisch
Nachzerkleinerung
Vorzerkleinerung
Trocknung
thermisch
Bild 3 / AFR-Strategie mit der Erweiterung der Wertschöpfungskette
Siebung Sichtung
„EBS-Mühle“ NIR/QS
Klärschlamm weist je nach Herkunft einen Ascheanteil von 20 - 56 %
auf, in dem auch nennenswerte Anteile von Chrom, Kupfer, Nickel und
Blei sowie Phosphor enthalten sein können. All diese Stoffe werden
im Brennprozess in den Klinker eingebunden, aus dem der Zement
ermahlen wird. Sie sind dann unlöslich und können aus dem Zement
nicht mehr ausgelaugt werden. Allerdings können sich diese Stoffe
in unterschiedlichem Maße auf die Verarbeitungseigenschaften des
Zementes auswirken. Somit ist die Kenntnis dieser Einflüsse der
Schlüssel für den Einsatz der unterschiedlichen AFR-Materialien und
letztendlich der Grund dafür, warum die AFR-Strategie nicht am
Anfang sondern am Ende der Aufbereitungskette ansetzt.
Der erste Schritt in der Umsetzung der Strategie bestand darin,
den Calcinator, in dem etwa 50 % des Brennstoffes bei 850 - 900 °C
eingesetzt werden, so zu modifizieren, dass er mit bis zu 100 % Ersatzbrennstoffen
betrieben werden kann. Die beiden von Polysius entwickelten
Calcinatoren der Bauart CC (Combustion Chamber) und
MSC (Multi Stage Combustion) wurden je so verändert, dass anstelle von
pulverfein aufgemahlener Kohle Brennstoffe mit einer Stückgröße von
bis zu 80 mm aufgegeben und sicher verbrannt werden können.
° Der erste Auftrag dieser Art (Bauart CC) wurde in den USA gebaut
/ Bild 4 /.
° Der zweite Auftrag dieser Art (Bauart MSC) wurde für eine Anlage
in Ungarn in die Lage versetzt, grobe Brennstoffe sicher zu verbrennen
/ Bild 5 /.
Ballistik
Ballierung
Lagerung Förderung Dosierung MSC-Calcinator CC-Kammer
EBS = Ersatzbrennstoffe
NIR = Nahinfrarotspektroskopie
QS = Qualitätssicherung
Prepol-SC Hauptbrenner
Fe-/NE-
Abscheidung
ThyssenKrupp techforum 1 I 2011