Eine Plattform für die Wissenschaft: Bauingenieurwesen, Architektur und Urbanistik
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Der Gegenstrom-Kalkbrennprozess aus thermodynamischer Sicht (Teil 2)
(Forts. aus Heft 57(04)8, S. 48-58) Im zweiten Teil des Beitrages werden vor allem die Berechnung wichtiger Stoffdaten erläutert sowie Berechnungsergebnisse für Schacht- und Drehrohröfen und die wichtigsten Einflussgrößen auf den spezifischen Wärmeverbrauch diskutiert. Wärmetechnisches Grundproblem des Kalkbrennprozesses ist, dass etwa 2/3 der insgesamt dem Brenngut zuzuführenden Wärmeenergie auf einem Temperaturniveau von > 850 Grad C bereitgestellt werden muss. Zum Verständnis des Wärmehaushalts des Gegenstrom-Kalkbrennprozesses ist eine separate Bilanzierung von Entsäuerungs-, Kühl- und Brennzone erforderlich. Der Wärmeenergiebedarf des Gesamtprozesses wird durch den Wärmeenergiebedarf der Entsäuerungszone dominiert. Bereits bei einem idealisierten Gegenstromprozess herrscht in der Vorwärmzone für CaCO3-Gehalte > 86,6 % (Rest-CO2 Kalk: 1 %) ein unvermeidbarer Wärmeenergieüberschuss. Bei der Bilanzierung der Entsäuerungszone und auch des Gesamtprozesses werden chemische Reaktionen bilanziert: die Entsäuerung des Calcits und die Verbrennungsreaktionen. Dabei muss für den jeweiligen Bilanzraum die Reaktionsenthalpie eingesetzt werden, die als Bezugstemperatur bei der Berechnung der Stoffenthalpien verwendet wird. Als Bezugstemperatur für eine Gesamtbilanz des Kalkbrennprozesses kommt die thermochemische Standardtemperatur = 25 Grad C in Frage. Der spezifische Wärmeenergiebedarf des Gegenstrom-Kalkbrennprozesses steigt: (1) mit zunehmendern CaCO3-Gehalt des Kalksteins und abnehmendem Rest-CO2 des Kalkes, (2) bei wachsendem Luftüberschuss der Verbrennung, (3) mit zunehmendem Wandwärmeverlust von Entsäuerungs- und Kühlzone, (4) bei wachsender Mindesttemperaturdifferenz der Entsäuerungszone.
Der Gegenstrom-Kalkbrennprozess aus thermodynamischer Sicht (Teil 2)
(Forts. aus Heft 57(04)8, S. 48-58) Im zweiten Teil des Beitrages werden vor allem die Berechnung wichtiger Stoffdaten erläutert sowie Berechnungsergebnisse für Schacht- und Drehrohröfen und die wichtigsten Einflussgrößen auf den spezifischen Wärmeverbrauch diskutiert. Wärmetechnisches Grundproblem des Kalkbrennprozesses ist, dass etwa 2/3 der insgesamt dem Brenngut zuzuführenden Wärmeenergie auf einem Temperaturniveau von > 850 Grad C bereitgestellt werden muss. Zum Verständnis des Wärmehaushalts des Gegenstrom-Kalkbrennprozesses ist eine separate Bilanzierung von Entsäuerungs-, Kühl- und Brennzone erforderlich. Der Wärmeenergiebedarf des Gesamtprozesses wird durch den Wärmeenergiebedarf der Entsäuerungszone dominiert. Bereits bei einem idealisierten Gegenstromprozess herrscht in der Vorwärmzone für CaCO3-Gehalte > 86,6 % (Rest-CO2 Kalk: 1 %) ein unvermeidbarer Wärmeenergieüberschuss. Bei der Bilanzierung der Entsäuerungszone und auch des Gesamtprozesses werden chemische Reaktionen bilanziert: die Entsäuerung des Calcits und die Verbrennungsreaktionen. Dabei muss für den jeweiligen Bilanzraum die Reaktionsenthalpie eingesetzt werden, die als Bezugstemperatur bei der Berechnung der Stoffenthalpien verwendet wird. Als Bezugstemperatur für eine Gesamtbilanz des Kalkbrennprozesses kommt die thermochemische Standardtemperatur = 25 Grad C in Frage. Der spezifische Wärmeenergiebedarf des Gegenstrom-Kalkbrennprozesses steigt: (1) mit zunehmendern CaCO3-Gehalt des Kalksteins und abnehmendem Rest-CO2 des Kalkes, (2) bei wachsendem Luftüberschuss der Verbrennung, (3) mit zunehmendem Wandwärmeverlust von Entsäuerungs- und Kühlzone, (4) bei wachsender Mindesttemperaturdifferenz der Entsäuerungszone.
Der Gegenstrom-Kalkbrennprozess aus thermodynamischer Sicht (Teil 2)
Thermodynamic aspects of the counterflow lime burning process (part 2)
Schwertmann, Thomas (Autor:in)
Zement, Kalk, Gips International ; 57 ; 64-77
2004
13 Seiten, 2 Bilder, 3 Tabellen, 16 Quellen
Aufsatz (Zeitschrift)
Deutsch , Englisch
Kalkbrennen , Kalkbrennofen , Gegenstrom , Gegenstromverfahren , Entsäuern , Bilanz (Wärmebilanz) , Wärmebedarf , Wärmeverbrauch , Wärmeverlust , Stoffbilanz , Thermodynamik , thermodynamischer Wirkungsgrad , Verfahrensoptimierung , Drehrohrofen , Schachtofen , Kalkschachtofen , Berechnungsmethode , Einflussgröße , Stoffeigenschaft , Wärmeenergie , Calcit , Verbrennungsreaktion , Reaktionsenthalpie , Kalk , Kalkstein
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