Verfahrenstechnische Optimierung der Zementklinkerproduktion unter Berücksichtigung des Bypasssystems

Von:

Lisa Uhlenbrock

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Der am Institut für Nichtmetallische Werkstoffe entwickelte innovative Low Profile Prozess stellt eine neue energetisch optimierte Prozessverschaltung dar, die eine Kopplung der Zementklinkerproduktion bei gleichzeitiger Erzeugung von elektrischer Energie ermöglicht. Der Kern dieser Arbeit ist die Untersuchung der Vorgänge zur Staubabscheidung und Energieeffizienz in der Hochtemperatur-Austauschstufe. Diese ist eine im Querstrom betriebene Klinkergranalienschüttung, die es erlaubt auch Prozessgas im Temperaturbereich über 900 °C zu entstauben. Dieser neue Heißgasfilter wird in einem Prozessmodell beschrieben, das die chemischen und physikalischen Effekte, die bei der der Staubabscheidung auftreten, umfasst. Angelehnt an die Prozessgasströme im Zementwerk werden verschiedene Gastemperaturen und Staubbeladungen zur Optimierung des Gesamtkonzeptes Low Profile Prozess betrachtet. Den Modellrechnungen zufolge kann ausreichend elektrische Energie produziert werden, um mindestens die Hälfte der Grundlast eines Zementwerkes zu decken. Als praxisnaher Verwendungsfall der Hochtemperatur-Austauschstufe wird der Einsatz im Gasbypass einer Zementklinkerproduktionsanlage untersucht. Der Einsatz der Hochtemperatur-Austauschstufe als Heißgasfilter im Bypass zeigt ein erhebliches Potential zur effizienten Ausschleusung von Staub und Kreislaufkomponenten durch eine Temperaturverschaltung in der Schüttung. Dadurch kann zukünftig auch der Bypass-Wärmestrom, der heute verloren geht, genutzt werden, z.B. für die Dampferzeugung in einer Abwärmeverstromungsanlage.