AiF-Projekt 13535
AiF-Projekt: Prozessoptimierung für eine Vorcalcinieranlage der Zementindustrie – Modellierung, Simulation und Validierung
Bei der Herstellung von Zement ist der Anteil der Energiekosten ein wesentlicher Kostenfaktor. Daher ist eine optimale Ausnutzung der eingesetzten Brennstoffe anzustreben. Aufgrund verschärfter gesetzlicher Rahmenbedingungen ist weiterhin eine Minimierung der Nox Emissionen erforderlich.
Durch die notwendige hohe Prozesstemperatur für das Brennen des Zementklinkers im Drehrohrofen sind die Möglichkeiten zur Nox Minimierung dort begrenzt. Der vorgeschaltete Vorcalcinator bietet dagegen deutlich mehr Optimierungspotenzial.
Die dort gleichzeitig ablaufenden Prozesse von Kohlenstaubverbrennung und Kalksteinentsäuerung, sowie Reaktionen in der Gasphase müssen mit ausreichend exakten Modellen abgebildet werden. Der zusätzlich eingebrachte Massenstrom an Kohlendioxid aus der Entsäuerungsreaktion beeinflusst die lokale Konzentrations- und Temperaturverteilung und damit die Schadstoffbildung. Dieser Umstand und seine Auswirkung auf die globalen Schadstoffbildungsmechanismen gilt es innerhalb der Modellierung zu berücksichtigen.
Das Ziel des Forschungsvorhabens ist daher eine möglichst genaue Abbildung des Entsäuerungsprozesses, so dass die darauf aufbauende Modellvorstellung der Gasphasenreaktionen, des Kohleumsatzes, der Auswirkungen der Feststoffbeladung und der Schadstoffentstehung zu verlässlichen Aussagen führen. Das bestehende Calcinierungs- und Sulfatisierungsmodell soll überarbeitet und validiert werden.
Neben dem LEAT an diesem Projekt beteiligte Partner:
LUAT, Uni-Essen http://www.luat.uni-essen.de/