Reduction of CO<sub>2</sub> emissions during cement clinker burning. Part 1: Fid-Bau Portal

Reduction of CO₂ emissions during cement clinker burning. Part 1

Vogel, S. / Kolditz, K. / Bellmann, F. / Finger, F.A. / Ott, D. / Kralisch, D.

Die Senkung der CO₂-Emission beim Klinkerbrand war das Ziel des von der Deutsche Bundesstiftung Umwelt geforderten Forschungsvorhabens "Neue Technologien in der Zementproduktion zur Reduzierung der CO₂-Emissionen". Mit Bezug auf ein industrielles Beispiel wurde eine mögliche Reduzierung der rohstoffbedingten Kohlendioxidemission von bis zu 21 % ermittelt. Durch Verringerung des Energie bedarfs zum Klinkerbrennen können die brennstoffbedingten CO₂-Emissionen um ca 13 % verringert werden Die Umsetung erfolgte durch teilweise Substitution der Gesteine für die Portlandzementklinkerherstellung durch Anfallstoffe aus anderen industriellen Prozessen (z.B. Stahlerzeugung Braunkohleverstromung) als Rohmehlkomponente. Die Umweltrelevanz und die technische Verfügbarkeit wurden dabei berücksichtigt. Mit einem Gradientenofen wurde der Brennprozess für Zementklinker im Labormaßstab durchgeführt. Die in den Versuchen hergestellten Klinker bzw. die Eignung der Rohmehlmischung wurden mittels chemischer und quantitativer Röntgenphasenanalysen bewertet Als ein entscheidendes Kriterium zur Stoffauswahl wurden CO₂-Bilanzen aufgestellt. Für die Ermittlung von zement technischen Kennwerten wurden aus einer alternativen Rohmischung und einem Referenzmehl Klinker hergestellt. Die Beurteilung der Zementqualität ergab, dass bei Einsatz von industriellen Anfallstoffen gleichwertige Erhärtungs- und Verarbeitungseigenschaften erreicht werden können wie beim Einsatz von Portlandzementklinker aus konventionellen Rohmehlmischungen.

The aim of the research project entitled "New technology in cement production for reducing CO₂ emissions" sponsored by the German Federal Environmental Foundation was to lower the CO₂ emissions during clinker burning. A possible reduction relative to an industrial example of up to 21 % in the carbon dioxide emissions due to the raw materials was identified. The CO₂ emissions caused by the fuel can be reduced by about 13 % by lowering the energy requirement for clinker burning Implementation was achieved by partial replacement of the rock used for Portland cement clinker production by by-products from other industrial processes (e.g. steel production power generation from lignite) as raw meal components. The environmental relevance and the industrial availability have been taken into account. The burning process for cement clinker was carried out on a laboratory scale in a gradient furnace. The clinker produced in the trials and the suitability of the raw meal mixes were evaluated by chemical and quantitative X ray phase analysis CO₂ balances were established as crucial criteria for material selection. Clinker for determining the technical cement parameters was produced from an alternative raw mix and a reference meal. Assessment of the cement quality showed that when industrial by-products are used it is possible to achieve hardening and workability properties that are equiva lent to those achieved when using Portland cement clinker from conventional raw meal mixes.