Verfahrenstechnik

Der Einsatz von Sekundärbrennstoffen und dessen Auswirkung auf den Brennbetrieb und die Umwelt bildeten einen wesentlichen Schwerpunkt der Untersuchungen in den vergangenen Jahren. Der Anteil der Sekundärbrennstoffe am Gesamtenergiebedarf der deutschen Zementindustrie konnte mittlerweile auf über 50 % gesteigert werden. Dies bedeutet, dass viele Öfen mit hohen Substitutionsraten von z.T. über 60 % betrieben werden.

Seit der BSE-Krise im Jahr 2000 verfeuert die deutsche Zementindustrie auch Tiermehl. Das Forschungsinstitut hat die Auswirkungen des Tiermehleinsatzes auf die Produktqualität, den Ofenbetrieb und die Emissionen intensiv untersucht. Betriebstechnisch standen Auswirkungen auf Chlorkreisläufe und das Verhalten des Phosphats in der Ofenanlage im Vordergrund. Emissionsseitig waren vor allem mögliche Auswirkungen auf die NO_x-Emissionen von Interesse.

Ebenfalls im Zusammenhang mit dem Einsatz von Sekundärbrennstoffen stehen die Arbeiten eines VDZ-Arbeitskreises, der sich intensiv mit den Auswirkungen der Vorcalcinier-Technik und des Sekundärbrennstoffeinsatzes auf Verschleiß und Standfestigkeit feuerfester Materialien beschäftigt hat.

Die Bestrebungen, den Klinkerbrennprozess auch modelltechnisch abzubilden und Simulationsrechnungen zur Optimierung von Ofenanlagen bzw. zur Untersuchung wissenschaftlicher Fragestellungen zu nutzen, sind ebenfalls Gegenstand der Forschung. Das im Forschungsinstitut vorliegende Prozessmodell für den gesamten Klinkerbrennprozess wurde um die Elemente des äußeren Kreislaufs sowie um die Möglichkeit, auch das Verhalten von Chlor und Schwefel sowie Alkalikreisläufe zu simulieren, erweitert. Nach entsprechender Validierung mit experimentellen Ergebnissen steht das Modell nunmehr z.B. zur Auslegung oder Optimierung von Bypasssystemen zur Verfügung. Weiterhin wurde das Modell zur Untersuchung des Brennstoffenergeibedarfes und der Energieeffizienz von Drehofenanlagen der Zementindustrie eingesetzt.