Drehrohrofen

Prozessbeschreibung

Über Zyklonvorwärmer und Einlaufgehäuse gelangt das Rohmehl kontinuierlich in den Drehrohrofen. Durch eine leichte Neigung und Rotation wird das Material von der Einlauf- zur Auslaufseite in Richtung Brenner transportiert. Bei Temperaturen von 1250°C bis 1450°C im Drehrohr wird das Rohmehl zu Zementklinker verarbeitet und auf der Auslaufseite im Klinkerkühler mit Luft gekühlt. Die erhitzte Kühlluft wird dem Drehrohr als Sekundärluft aufgegeben. Die Abgase der Verbrennung folgen im Gegenstromprinzip der Richtung zum Einlauf des Drehrohrofens und werden als Tertiärluft im Calcinator, im Zyklonvorwärmer und zur Trocknung verwendet. Die Wärme im Drehrohr wird beim direkten Energieeintrag durch Mehrstoffbrenner erzeugt. Verschiedene Brennstoffe können gleichzeitig verfeuert werden.

GaseAnwendung

Sauerstoff erhöht lokal die Qualität der Verbrennung, dadurch kann die Ersatzbrennstoffrate weiter erhöht werden.

Der Sauerstoff kann den Verbrennungsprozess auf verschiedene Arten zugeführt werden. Sauerstoffanreicherung, Sauerstoffinjektion, Zerstäubung von niedrigkalorischen, flüssigen Ersatzbrennstoffen mit Sauerstoff.

Vorteile:

• Energiekostenoptimierung durch billige, niedrigkalorische Sekundärbrennstoffe
• Höhere adiabate Flammentemperatur
• Höhere Reaktionsgeschwindigkeit
• Ersatz von fossilen Brennstoffen durch Ersatzbrennstoffe
• Schnellere Zündung niedrigkalorischer Brennstoffpartikel ermöglicht die vollständige Verbrennung vor Erreichen des Klinkerbetts
• Nutzung von Ersatzbrennstoffen mit noch niedrigeren Heizwerten (fest und flüssig)
• Ersatz von Druckluft zur Zerstäubung
• Zusätzlicher Parameter zur Ofensteuerung (schnell und leicht beherrschbar)
• Stabilisierung der Ofenfahrweise
• Reduktion der CO₂ Zertifikate
• CO₂ Zertifikate für O₂ – Erzeugung werden von Messer getragen
• Höhere Gasstrahlung
• Gleichbleibendes NOx durch angepassten Sauerstoffeintrag
• Entlastung des Saugzuges
• Auch Produktionserhöhung möglich

Messer-Lösung

Neben den zum Verfahren benötigten Gasen bietet Messer unter den Markennamen Oxipyr und Oxijet eine Vielzahl unterschiedlicher Ausrüstungsgegenstände zur Optimierung Ihres Prozesses an.

Um das jeweils optimale Verfahren auszuwählen, führen Experten von Messer zunächst eine umfassende Prozessanalyse durch. Nach Berechnungen und basic engineering erfolgen Vorschläge zur Optimierung und weiteren Vorgangsweise.

Oxijet – Sauerstoffzerstäuberlanze für Zementdrehrohrbrenner

Das Sauerstoffeintragssystem muss auf den Brennertyp und den Ofen abgestimmt werden. Hierzu können verschiedene Düsen zum Einsatz kommen:

• Messer Oxijet - basic                 Impulslanze für Brenner oder Hutze
• Messer Oxijet - swirl                  Dralllanze für Brenner oder Hutze für schnelle Mischung
• Messer Oxijet - supersonic        Lavallanze für Brenner, abgestimmt auf den O₂-Durchsatz
• Messer Oxijet - atomizing          Zerstäubung von niedrigstkalorischen, flüssigen Brennstoffen mit Sauerstoff

Anwendungsbeispiel:

50 MW Drehrohrofenhauptbrenner:

• +700 - 1200 kg/h            Shredderleichtfraktion
• +250 - 330 Nm³/h           Sauerstoff
• -250 Nm³/h                     Druckluft
• +80 - 150 K                    „developed flame body temperature“
• Flamme ca. 2 bis 3 m kürzer
• FeO im Klinker um 1/3 niedriger
• Stabilerer Ofenbetrieb
• Kein erhöhter Harnstoffverbrauch im Jahresschnitt
• Ansatzstabilität im Ofen nicht beeinträchtigt

Pulsating Oxijet

Sauerstoff wird über Lanzen direkt in den Ofen eingetragen. Die Sauerstoffaustrittsgeschwindigkeit liegt im Überschallbereich. Die eingesetzten Lavaldüsen erzeugen den gewünschten Impuls nur bei einem definierten Auslegungspunkt. Ein konstanter Sauerstoffgehalt in dem Luft/Sauerstoffgemisch wird durch pulsieren gewährleistet. Die Steuerung kommuniziert mit der Ofensteuerung.

Wesentlich ist, dass spezielle Schnellschaltventile so nahe wie möglich an den Lanzen liegen, um in jeder Phase des Sauerstoffeintrages Überschallgeschwindigkeit zu gewährleisten. Mit dem geregelten Sauerstoffeintrag kann die Sauerstoffmenge nach Wunsch der Schmelzleistung angepasst werden. Neben allen verfahrenstechnischen Vorteilen bietet das System mit seinem durchdachten, einfachen Aufbau niedrigen Wartungsaufwand, schnelle Montage, einfache Bedienung, niedrige Investitionskosten und lange Lebensdauer. Die Feinabstimmung der geregelten Taktfrequenz erfolgt bei Inbetriebnahme vor Ort, die optimierten Paramenter werden gespeichert und können für jedes Produkt bzw. jede Schmelzleistung immer wieder abgerufen werden.