Optimierung des Bypassbetriebs bei der Zementklinkerproduktion

Lisa Karthaus, Masterstudentin am Institut für Nichtmetallische Werkstoffe der TU Clausthal, hat – auch mit Hilfe eines Stipendiums der Dyckerhoff-Stiftung (mehr erfahren >) – ihre Masterarbeit erfolgreich und termingerecht abgegeben.

Die Stipendiation fasst Ihre Ergebnisse wie folgt zusammen:

Aufgrund der Entwicklung des Strommarktes in Deutschland ist damit zu rechnen, dass die Strompreise für energieintensive Industrien in Zukunft steigen werden. Der momentane Strompreis mit allen Entlastungen kann bei rund 4 cUkWh liegen [BDEW 2015]. Entfallen oder reduzieren sich aber Teile der Entlastungen, wie die Ausgleichsreglung der EEG-Umlage in Zukunft, so kann es zu einem Anstieg des Strompreises kommen. Auch die allgemein ansteigende Stromnachfrage hat einen Einfluss auf die Preisentwicklung, da es aufgrund des aufkommenden Transportbedarfs in bestimmten Regionen zu Preiserhöhungen für den Stromtransport kommen kann [Weinreich 2015]. Da rund 48 % der Energiekosten der Zementindustrie auf die Stromkosten entfallen [EEFA 2013], hätte ein Anstieg einen beachtlichen Einfluss auf die internationale Wettbewerbsfähigkeit der Unternehmen. Somit sind Innovationen zur Energieeinsparung oder Eigenstromerzeugung ein wichtiger Schritt für die Wirtschaftlichkeit der Zementproduktion. Diese Arbeit beschäftigt sich mit der energetischen Effizienz des Gasbypasses zur Entlastung von Stoffkreisläufen im Zementklinkerproduktionsprozess. Für den aufgrund der hohen Temperatur von rund 1000 °C energetisch wertvollen Bypassabzugsstrom wird eine Alternative zur konventionellen Kühlung und Staubabscheidung vorgestellt. Durch den Einsatz einer Hochtemperatur – Staubabscheidung und anschließendem Dampfkraftprozess ist es möglich bei einer Bypassrate von 1 0 % bis zu 6 % des Strombedarfs der durchschnittlichen Zementproduktion zu decken. Durch die Kombination der Bypassabgasverstromung mit der Verstromung von weiteren Abgasquellen ergibt sich das Potential einer kompletten Bereitstellung von Eigenstrom. Dies macht die Stromversorgung unabhängig und stärkt somit die Wirtschaftlichkeit und gleichzeitig kann indirekt C02 eingespart werden. Das innovative Konzept der Staubabscheidung kann zunächst im Bypass als Pilotanlage zur Sammlung von Erfahrungen genutzt werden, um anschließend als Hochtemperatur – Austauschstufe im Low Profile Process zum Einsatz zu kommen.

 

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