(Abgeschlossen) Einfluss der Art des Festbrennstoffes und der Prozessbedingungen auf die Qualität sowie den Energieverbrauch beim Brennen von Kalk in mischgefeuerten Normalschachtöfen (2017-2020):
Forschungspartner:
- Universität Magdeburg - Lehrstuhl Thermodynamik und Verbrennung (LTV)
Der mischgefeuerte Kalkschachtofen ist der dominierende Ofentyp der Kalk-, Soda- und Zuckerindustrie. Als Brennstoff werden stückige Kokse und Anthrazite mit dem Kalkstein gemischt und dem Ofen von oben zugeführt. Von unten strömt Luft durch die Schüttung. Der Prozess soll von der FSt 1 mathematisch beschrieben, analysiert und simuliert werden. Dazu muss der komplexe Reaktionsmechanismus der Kokse empirisch untersucht werden. Um das Koksstück bildet sich eine stabile Ascheschicht aus. Von der FSt 2 wird ein Laborofen umgebaut, um mit CARS die Konzentration des aus den Poren strömenden CO messen zu können. Weiterhin wird die Oberfläche mit thermografischen Phosphorpartikeln geimpft. Nach Anregung durch einen Laser kann die Oberflächentemperatur aus der Lumineszenz der Partikel bestimmt werden. Damit kann die Wärmeleitfähigkeit der Asche, daraus wiederum die Kerntemperatur und die Reaktionskinetik bestimmt werden.
Das Ziel des Vorhabens besteht darin, den Einfluss der Art des Brennstoffs und der Korngrößenverteilung auf die Qualität des gebrannten Kalkes und die Senkung der CO-Emissionen (bis 6 %) und damit des Energieverbrauches zu modellieren. Der Nutzen für KmU liegt darin, dass die Brennstoffe gezielter nach wirtschaftlichen Gesichtspunkten ausgewählt werden können. Man kann dann definierte Brennstoffmischungen nach Herkunft der Kohle und Korngrößenverteilung herstellen. Die Prozessbedingungen können hinsichtlich Brenntemperatur und damit Qualität des gebrannten Kalkes gezielter eingestellt werden. Es ist eine genauere Ausmauerung des Futters möglich. Dadurch kann die Standzeit des Futters verlängert werden. Im PA sind daher Firmen (insgesamt 20) aus der Kalkproduktion, dem Ofenbau und dem Feuerfest Engineering beteiligt. Direkt nach Abschluss des Vorhabens können die Firmen ihren Ofenprozess simulieren. Die Ergebnisse können somit direkt umgesetzt werden.
Abschlussbericht (.pdf)
Schachtofengruppe Rübeland (Felswerke):
