Dominic Jonscher, Masterstudent am Institut für Nichtmetallische Werkstoffe der TU Clausthal, hat – auch mit Hilfe der der Dyckerhoff-Stiftung (mehr erfahren >) – seine Masterarbeit erfolgreich und termingerecht abgegeben.
Der Stipendiat fasst seine Ergebnisse wie folgt zusammen:
„Ziel dieser Arbeit ist es, ein Bilanzierungstool zur theoretischen Auswertung einsetzbarer Sekundärrohstoffe im Klinkerbrennprozess des Low Profile Process zu entwickeln, welches die Zusammensetzung der Hauptoxide (CaO, SiO2, Al2O3, Fe2O3) im Klinker ebenso berücksichtigt wie die Gehalte an den Schadstoffen Chlor, Schwefel und Phosphor. Bei dem Low Profile Process handelt es sich um einen, vom Institut für Nichtmetallische Werkstoffe der TU Clausthal entwickelten, alternativen Klinkerbrennprozess. Um die Austragsraten und Kreislaufpotentiale der Schadstoffe im Low Profile Process korrekt einzustellen, ist das Bilanzierungstool im ersten Schritt für den konventionellen Klinkerbrennprozess mit Zyklonvorwärmerturm entwickelt worden. Bei der folgenden Entwicklung des Tools für den alternativen Prozess ist besonderes Augenmerk auf die Prognose der Verdampfungs- und Kondensationsraten der Schadstoffe in den veränderten Anlagenkomponenten gerichtet. Die Bilanzierung beider Prozesse zeigte für den Low Profile Process bei einem äquivalenten Rohmehleintrag zum konventionellen Prozess eine deutlich geringere Emissionsrate für Schwefeldioxid (SO2). Demgegenüber ist eine erhöhte Emission von Heißmehlstaub im Reingas bilanziert worden. Unter Einbezug der Grenzwerte für Chlor, Schwefel und Phosphor wurde deutlich, dass insbesondere die Emission von SO2 im Reingas des konventionellen Prozesses bei dem Eintrag von Sekundärrohstoffen zum Teil deutlich über dem gesetzlichen Grenzwert liegt. So musste der Anteil von Braunkohlenflugasche im Rohmehl von 12,16 Gew-% auf 0,5 Gew-% reduziert werden, um die Emissionsvorgaben der 17. BImSchV zu erfüllen. Hingegen kann das Rohmehl im Low Profile Process ohne Einschränkungen mit 12,16 Gew-% Braunkohlenflugasche beschickt werden. Hingegen wurde für Phosphor deutlich, dass bei Überschreitung des Grenzwertes für beide Klinkerbrennprozesse eine Einschränkung der Sekundärrohstoffeinbindung erfolgen muss, da Phosphor als nahezu nichtflüchtiges Element bei den Bedingungen im Drehrohrofen vollständig in den Klinker eingebunden wird. Bei der Bilanzierung von Rostasche aus der Müllverbrennung führte dies zu einer notwendigen Verminderung des Eintrags an Rostasche von 35,44 Gew-% auf 5,00 Gew-%. Chlor zeigte bei keiner der bilanzierten Sekundärrohstoffe Anreicherungen über dem Grenzwert.
Über die Bilanzierung der Schadstoffraten im konventionellen Prozess kann ein Vergleich mit Schadstoffbilanzierungen aus wissenschaftlicher Literatur durchgeführt werden. Der Vergleich hat ergeben, dass das Bilanzierungstool gute Ergebnisse liefert, wenn die Brennbedingungen der bilanzierten Anlage exakt eingestellt werden. Ein wichtiges Kriterium für den Erfolg der Bilanzierung stellt also die genaue Kenntnis der Brennbedingungen dar. Zukünftige Iterationen des Tools können eine Erweiterung des Tools um Schadstoffe wie den Schwermetallen und sekundären Brennstoffen anstreben.“
