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