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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
Bild 4 / Zementanlage in Harleyville/USA mit Calcinator der Bauart CC (Combustion Chamber) ThyssenKrupp techforum 1 I 2011 Thema / / 57
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