Oxy-fuel Verbrennung von Ersatzbrennstoffen in Zementdrehrohröfen

Das Ziel des Oxyflame-Teilprojekts T1 ist, das im Rahmen des Projekts SFB Transregio 129 Oxyflame für Kraftwerke generierte Wissen auf den Zementherstellungsprozess zu übertragen und zu erweitern. In modernen Zementwerken wird Kohle sukzessive durch abfallbasierte Ersatzbrennstoffe substituiert. Die in solchen Brennstoffen enthaltenen Partikel liegen im Zentimeterbereich und besitzen sehr heterogene physikalische und chemische Eigenschaften. Weiterhin werden die Sauerstoffkonzentrationen in zukünftigen Oxy-Fuel-Zementwerken wesentlich höher als in Kraftwerken sein. Die notwendigen Erweiterungen der Modelle und Datenbanken aus dem Oxyflame-Projekt werden von den drei Projektpartnern, WSA, LEAT (Ruhr-Universität Bochum) and thyssenkrupp Industrial Solutions, erarbeitet.

Am WSA wird die Modellierung der Reaktionskinetiken und der Einfluss der Partikel auf den Wärmetransport untersucht. Die notwendigen experimentellen Daten für die Erstellung von kinetischen Modellen für Pyrolyse, Vergasung und Verbrennung werden mit dem im Teilprojekt A1 entwickeltem Wirbelschichtreaktor ermittelt. Für die Beschreibung der Partikelstrahlung dienen die Modelle des Teilprojektes C4 als Ausgangspunkt. Um den Effekt der Größen und Zusammensetzungen der Ersatzbrennstoffe zu berücksichtigen, die in diesen Aspekten wesentlich von jenen der Kohle oder Biomasse abweichen, wird die Partikelstrahlung mittels numerischer Simulationen untersucht.