Optimierung der thermischen
Substitutionsrate – Teil 2

CINAR LTD.
Hauptbrenner
Hauptbrenner
Tertiärluftleitung zum Kalzinator
Tertiärluftleitung zum Kalzinator
lllustration des Steigrohrs des Air-through-Vorkalzinators [Abmessungen in mm]
lllustration des Steigrohrs des Air-through-Vorkalzinators [Abmessungen in mm]
Gitteranordnungen für das MI-CFD-Modell des Kalzinators
Gitteranordnungen für das MI-CFD-Modell des Kalzinators
Untere Anordnung des Petrolkoksbrenners und seine Ausrichtung
Untere Anordnung des Petrolkoksbrenners und seine Ausrichtung
Geschwindigkeitsvektoren und nach oben gerichtete Geschwindigkeitskomponente
Geschwindigkeitsvektoren und nach oben gerichtete Geschwindigkeitskomponente
Illustration der ­Strömung im Steigrohr
Illustration der ­Strömung im Steigrohr
Flugbahnen der Teilchen des Petrolkokses und heißen Mehls – die Farben zeigen die Verweilzeiten in Sekunden
Flugbahnen der Teilchen des Petrolkokses und heißen Mehls – die Farben zeigen die Verweilzeiten in Sekunden
Mischung von CO2, ausgelöst durch die Verbrennung von ­Halbkoks
Mischung von CO2, ausgelöst durch die Verbrennung von ­Halbkoks
Sauerstoffkonzentration [kg/kg] (bei 6 % O2 abgebrochen)
Sauerstoffkonzentration [kg/kg] (bei 6 % O2 abgebrochen)
Temperaturverteilung in der Steigrohrkammer des Vorkalzinators [in C°]
Temperaturverteilung in der Steigrohrkammer des Vorkalzinators [in C°]
Positionserhöhung eines geneigten Inline-Vorkalzinators um 3 m
Positionserhöhung eines geneigten Inline-Vorkalzinators um 3 m
Verweilzeit der Petrolkoksteilchen im Steigrohr (a = Normalfall, b = verlängertes Steigrohr mit niedriger angeordnetem ­Brenner) [in sek.]
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
Flugbahnen der Petrolkoksteilchen des Brenners mit einem höheren Impuls
Ofenkopf, -­brenner und -layout ­[Dimensionen in mm]
Ofenkopf, -­brenner und -layout ­[Dimensionen in mm]
Konfiguration des Ofenbrenners
Konfiguration des Ofenbrenners
Berechnung von Ofen, Ofenkopf und Ofenbrenner
Berechnung von Ofen, Ofenkopf und Ofenbrenner
Temperaturprofil [in °C] (Temperatur am Ofenausgang = 1077°C)
Temperaturprofil
[in °C] (Temperatur am Ofenausgang = 1077°C)
Sauerstoffkonzentrationen [in Gew.-%] (O2-Gehalt am Ofenausgang = 5,75%)
Sauerstoffkonzentrationen [in Gew.-%] (O2-Gehalt am Ofenausgang = 5,75%)
Geschwindigkeitsvektorfeld mit Größen­angabe [in m/s]
Geschwindigkeitsvektorfeld mit Größen­angabe [in m/s]
Zementwerk
Zementwerk
Ofenbetttemperatur entlang der Ofenlänge [in °C/m]
Ofenbetttemperatur entlang der Ofenlänge [in °C/m]
Hauptarten des gebildeten Klinkers
Hauptarten des gebildeten Klinkers
Typisches Temperaturprofil der Gasphase
Typisches Temperaturprofil der Gasphase
Eindüsungsstellen des Brenners für Biofeststoffe und feste Sekundärbrennstoffe
Eindüsungsstellen des Brenners für Biofeststoffe und feste Sekundärbrennstoffe
Teilchenflugbahnen einer Simulation mit einem Anteil an EBS im Brennstoffgemisch von 90% (45% feste Sekundärbrennstoffe, 45% Biofeststoffe und 10% Erdgas)
Teilchenflugbahnen einer Simulation mit einem Anteil an EBS im Brennstoffgemisch von 90% (45% feste Sekundärbrennstoffe, 45% Biofeststoffe und 10% Erdgas)
Teilchenflugbahnen einer Simulation mit einem Anteil von EBS im Brennstoffgemisch von 75% (75% rückgewonnene Festbrennstoffe, 25% 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 (45% rückgewonnene Festbrennstoffe, 45% Biofeststoffe und 10% Erdgas)
Vorhergesagte Klinkerzusammensetzung bezüglich seiner Hauptbestandteile (75% rückgewonnene Festbrennstoffe, 25% Erdgas)
Vorhergesagte Klinkerzusammensetzung bezüglich seiner Hauptbestandteile (75% rückgewonnene Festbrennstoffe, 25% Erdgas)

Mit Hilfe von MI-CFD-Modellierungen kann ein Ansatz zur Erhöhung der thermischen Substitutionsrate gut bewertet werden. Fallstudie II zeigt, wie Erdgas durch alternative Brennstoffe ersetzt werden kann.

Im ersten Teil des Beitrages in Ausgabe 5/2012 wurde mit Fallstudie I vorgestellt, wie mittels MI-CFD-Modellierungen die Thermofluiddynamik eines Kalzinators besser verstanden werden kann. In Teil II werden Fallstudie II und generelle Vorschläge zum Sekundärbrennstoffeinsatz vorgestellt.

Fallstudie II

Die zweite Fallstudie befasst sich mit einer erdgasgefeuerten Anlage, wobei 40 % der zugeführten Wärme für den Ofenbrenner und 60 % für den Kalzinator verwendet werden. Der Kunde wollte das Erdgas durch Brennstoffe aus Müll ersetzen, d.h. feste Sekundärbrennstoffe und Bio-feststoffe, um sie in den...
Mehr erfahren Sie in

ZKG 07/2012

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ZKG 07/2012

Ressort:  Process
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TEXT Dr. Tahir Abbas, Tom Lowes, Cinar Ltd., London/UK

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