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Neue Technologien in der Zementproduktion zur Reduzierung der CO2-Emission. Projektbericht
Mit dem Projekt wurde erfolgreich ein Verfahren und dessen technogische Umsetzung zur Reduzierung der Kohlendioxidemission bei der Herstellung von Zementklinker entwickelt. Für ein konkretes Beispiel wurde eine mögliche Reduzierung der rohstoffbedingten Kohlendioxidemission von bis zu 21 % ermittelt. Durch die Verringerung des theoretischen Wärmebedarfs durch Verringerung des Energiebedarfs für die Kalksteinentsäuerung können die brennstoffbedingten CO2 Emissionen um ca. 13 % verringert werden. Die alternativen Rohmehlmischungen wurden unter Berücksichtigung der regionalen Verfügbarkeit, der chemischen Affinität, des CO2- Einsparpotentials und weiterer Kriterien ermittelt. Von 11 für einen Standort ermittelten möglichen alternativen Rohmehlen wurde für den Brennversuch im Drehrohrofen 1 m×12 m das Rohmehl ausgewählt für das auch eine großtechnische Umsetzung im Referenzzementwerk realistisch ist. Es setzt sich aus den Komponenten Kalksteinmehl, Braunkohlenflugasche, Porenbetonmehl und Fremdsand zusammen. Zum Vergleich wurde ein Brennversuch mit dem Rohmehl des Referenzwerkes durchgeführt. Die bereits im Labor ermittelte bessere Brennbarkeit des alternativen Rohmehles und die Verringerung der CO2- Emissionen (weniger CO2 im Rohstoff und Brennstoffeinsparung) konnten bestätigt werden. Die in den Brennversuchen hergestellten Klinker wurden zu Zement und Betonen verarbeitet und Untersuchungen zur Ermittlung der Qualität durchgeführt. Beide Zemente sind der Festigkeitsklasse 52,5 R zuzuordnen. Die hergestellten Zemente und Betone ähneln sich in ihren Anwendungseigenschaften. Aufgrund der Rohstoffverfügbarkeit, der Kosten (Kauf und Transport), unerwünschter Nebenbestandteile und des Wegfalls von Hochofenschlacke konnte für das konkrete Beispiel die angestrebte Reduzierung von 50 % CO2 nicht erreicht werden. In Abhängigkeit von Standort, wirtschaftlicher Entwicklung und gesellschaftlicher Rahmenbedingungen (CO2 - Steuer, Gesetze) können höhere Reduzierungen erreicht werden. Mit diesem Projekt wird aufgezeigt, wie der Einsatz von alternativen Rohstoffen geplant und umgesetzt werden kann: 1. Ermittlung von alternativen Ca-haltigen Rohstoffen, Ermittlung der Zusammensetzung und Bewertung hinsichtlich Zusammensetzung, chemischer Affinität, Verfügbarkeit, Homogenität, Aufbereitung und aller damit verbundenen Kosten. 2. Berechnung von alternativen Rohmehlmischungen und Bewertung hinsichtlich CO2- Einsparungspotential und Kostenkalkulation 3. Laboruntersuchungen zur Ermittlung der Brennbarkeit und der zu erwartenden Klinkerzusammensetzung. 4. Versuchsbrände wenn vor dem industriellen Einsatz die zementtechnischen und betontechnischen Kennwerte überprüft werden sollen. 5. Wenn erforderlich Anpassung der Ofenlinie (z.B. Lagerung, Aufbereitung, Dosierung und Transport neuer Rohstoffe, Bypasstechnotogie, Brennstoffzusammensetzung).
Neue Technologien in der Zementproduktion zur Reduzierung der CO2-Emission. Projektbericht
Mit dem Projekt wurde erfolgreich ein Verfahren und dessen technogische Umsetzung zur Reduzierung der Kohlendioxidemission bei der Herstellung von Zementklinker entwickelt. Für ein konkretes Beispiel wurde eine mögliche Reduzierung der rohstoffbedingten Kohlendioxidemission von bis zu 21 % ermittelt. Durch die Verringerung des theoretischen Wärmebedarfs durch Verringerung des Energiebedarfs für die Kalksteinentsäuerung können die brennstoffbedingten CO2 Emissionen um ca. 13 % verringert werden. Die alternativen Rohmehlmischungen wurden unter Berücksichtigung der regionalen Verfügbarkeit, der chemischen Affinität, des CO2- Einsparpotentials und weiterer Kriterien ermittelt. Von 11 für einen Standort ermittelten möglichen alternativen Rohmehlen wurde für den Brennversuch im Drehrohrofen 1 m×12 m das Rohmehl ausgewählt für das auch eine großtechnische Umsetzung im Referenzzementwerk realistisch ist. Es setzt sich aus den Komponenten Kalksteinmehl, Braunkohlenflugasche, Porenbetonmehl und Fremdsand zusammen. Zum Vergleich wurde ein Brennversuch mit dem Rohmehl des Referenzwerkes durchgeführt. Die bereits im Labor ermittelte bessere Brennbarkeit des alternativen Rohmehles und die Verringerung der CO2- Emissionen (weniger CO2 im Rohstoff und Brennstoffeinsparung) konnten bestätigt werden. Die in den Brennversuchen hergestellten Klinker wurden zu Zement und Betonen verarbeitet und Untersuchungen zur Ermittlung der Qualität durchgeführt. Beide Zemente sind der Festigkeitsklasse 52,5 R zuzuordnen. Die hergestellten Zemente und Betone ähneln sich in ihren Anwendungseigenschaften. Aufgrund der Rohstoffverfügbarkeit, der Kosten (Kauf und Transport), unerwünschter Nebenbestandteile und des Wegfalls von Hochofenschlacke konnte für das konkrete Beispiel die angestrebte Reduzierung von 50 % CO2 nicht erreicht werden. In Abhängigkeit von Standort, wirtschaftlicher Entwicklung und gesellschaftlicher Rahmenbedingungen (CO2 - Steuer, Gesetze) können höhere Reduzierungen erreicht werden. Mit diesem Projekt wird aufgezeigt, wie der Einsatz von alternativen Rohstoffen geplant und umgesetzt werden kann: 1. Ermittlung von alternativen Ca-haltigen Rohstoffen, Ermittlung der Zusammensetzung und Bewertung hinsichtlich Zusammensetzung, chemischer Affinität, Verfügbarkeit, Homogenität, Aufbereitung und aller damit verbundenen Kosten. 2. Berechnung von alternativen Rohmehlmischungen und Bewertung hinsichtlich CO2- Einsparungspotential und Kostenkalkulation 3. Laboruntersuchungen zur Ermittlung der Brennbarkeit und der zu erwartenden Klinkerzusammensetzung. 4. Versuchsbrände wenn vor dem industriellen Einsatz die zementtechnischen und betontechnischen Kennwerte überprüft werden sollen. 5. Wenn erforderlich Anpassung der Ofenlinie (z.B. Lagerung, Aufbereitung, Dosierung und Transport neuer Rohstoffe, Bypasstechnotogie, Brennstoffzusammensetzung).
Neue Technologien in der Zementproduktion zur Reduzierung der CO2-Emission. Projektbericht
Vogel, Steffen (author)
2011
56 Seiten, 31 Bilder, 22 Tabellen, 63 Quellen
Report
German
Dekarbonisierung der Zementproduktion
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European Patent Office | 2020
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