Optimierung der thermischen Substitutionsrate – Teil 1

CINAR LTD.

Hauptbrenner

Tertiärluftleitung zum Kalzinator

lllustration des Steigrohrs des Air-through-Vorkalzinators [Abmessungen in mm]

Gitteranordnungen für das MI-CFD-Modell des Kalzinators

Untere Anordnung des Petrolkoksbrenners und seine Ausrichtung

Geschwindigkeitsvektoren und nach oben gerichtete Geschwindigkeitskomponente

Illustration der Strömung im Steigrohr

Flugbahnen der Teilchen des Petrolkokses und heißen Mehls – die Farben zeigen die Verweilzeiten in Sekunden

Mischung von CO₂, ausgelöst durch die Verbrennung von Halbkoks

Sauerstoffkonzentration [kg/kg] (bei 6 % O₂ abgebrochen)

Temperaturverteilung in der Steigrohrkammer des Vorkalzinators
[in C°]

Positionserhöhung eines geneigten Inline-Vorkalzinators um 3 m

Verweilzeit der Petrolkoksteilchen im Steigrohr (a = Normalfall, b = verlängertes Steigrohr mit niedriger angeordnetem Brenner) [in sek.]

Flugbahnen der Petrolkoksteilchen des Brenners mit einem höheren Impuls

Ofenkopf, -brenner und -layout [Dimensionen in mm]

Konfiguration des Ofenbrenners

Berechnung von Ofen, Ofenkopf und Ofenbrenner

Temperaturprofil
[in °C] (Temperatur am Ofenausgang = 1077°C)

Sauerstoffkonzentrationen [in Gew.-%] (O₂-Gehalt am Ofenausgang = 5,75%)

Geschwindigkeitsvektorfeld mit Größenangabe [in m/s]

Zementwerk

Ofenbetttemperatur entlang der Ofenlänge [in °C/m]

Hauptarten des gebildeten Klinkers

Typisches Temperaturprofil der Gasphase

Eindüsungsstellen des Brenners für Biofeststoffe und rückgewonnene Festbrennstoffe

Teilchenflugbahnen einer Simulation mit einem Anteil an EBS im Brennstoffgemisch von 90% (45% rückgewonnene Festbrennstoffe, 45% Biofeststoffe und 10% Erdgas)

Teilchenflugbahnen einer Simulation mit einem Anteil von EBS im Brennstoffgemisch von 75% (75% rückgewonnene Festbrennstoffe, 25% Erdgas)

Vorhergesagte Klinkerzusammensetzung bezüglich seiner Hauptbestandteile (45% rückgewonnene Festbrennstoffe, 45% Biofeststoffe und 10% Erdgas)

Vorhergesagte Klinkerzusammensetzung bezüglich seiner Hauptbestandteile (75% rückgewonnene Festbrennstoffe, 25% Erdgas)

Mit Hilfe von MI-CFD-Modellierungen ist es leicht, eine Erhöhung der thermischen Substitutionsrate zu bewerten. Zwei Fallstudien präsentierten Wege, Kohle und Erdgas durch Petrolkoks und alternative Brennstoffe zu ersetzen.

Einleitung

In dem Bemühen, Produktionskosten zu reduzieren und Verbesserungen für die Umwelt herbeizuführen, setzt die Zementindustrie immer mehr preiswerte Brennstoffe und Rohmaterialien, wie z.B. alternative Brennstoffe und Petrolkoks, ein. Einige erfolgreiche Beispiele zeigen, dass der Anteil an alternativen Ersatzbrennstoffen 90 % und bei Petrolkoks 100 % mit einem Schwefelgehalt von bis zu 7 % beträgt. Eine rasche Lösung beim Fehlen einer gut strukturierten Strategie führt entweder zu einem geringeren Anteil von Ersatzbrennstoffen, oder die Anlage erleidet einen Leistungsverlust, und/oder...