Sind "Green Cements" die Zukunft? Erste systemanalytische Abschätzungen zu innovativen Bindemitteln - Teil1: Novacem

Novacem entwickelt ein zementäres Bindemittel auf der Basis von Magnesiumoxid (MgO), das Portlandzement ersetzen soll. Technologisch basiert die Herstellung von Novacem® auf der mineralischen Sequestrierung. Ausgehärtetes Novacem® besteht aus Brucit und Magnesiumsilikathydrat (M-S-H)-Phasen. Modellrechnungen weisen darauf hin, dass der Herstellungsprozess deutlich komplexer ist, als es zugängige Informationen implizieren

Material flows and investment costs of flue gas cleaning systems of municipal solid waste incinerators

Stoffströme und Investitionskosten bei der Rauchgasreinigung von Abfallverbrennungsanlagen Ziel dieser Studie ist ein Vergleich unterschiedlicher Rauchgasreinigungsanlagen von Abfallverbrennungsanlagen mit Hilfe von Stoffstromanalysen und ergänzender Betrachtung der Investitionskosten. Im Mittelpunkt der Arbeiten steht der Zusammen-hang zwischen dem Aufbau der Rauchgasreinigung und den entsprechenden Stoffströmen einschließlich Hilfschemikalienbedarf und Rückstandsmengen. Die Stoffstromanalysen werden mit Hilfe von Modellrechnungen durchgeführt, deren Daten typischen Betriebswerten großtechnischer Abfallverbrennungsanlagen entsprechen. Ausgehend von einer Modellanlage mit Rostfeuerung werden insgesamt 10 verschiedene Rauchgasreinigungsanlagen betrachtet, von denen 6 als Naßverfahren arbeiten. Außerdem werden jeweils 2 quasitrockene und trockene Rauchgasreinigungsanlagen berücksichtigt. Der Bilanzraum für die Stoffbilanzen umfaßt jeweils die gesamte Rauchgasreinigungsanlage und beginnt nach dem Kessel und endet am Kamin. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit werden die Elemente Chlor (Cl), Schwefel (S), Quecksilber (Hg), Cadmium (Cd) und Blei (Pb) bilanziert. Die berechneten Bilanzen zeigen unter Einhaltung der Grenzwerte bei den Elementen Chlor und Schwefel zwischen den einzelnen Rauchgasreinigungs-verfahren Unterschiede auf, dagegen kann bei den Schwermetallen keine Abhängigkeit von der Rauchgasreinigung ermittelt werden. Die nassen Rauchgasreinigungsverfahren mit nachgeschalteter Feinreinigungsstufe zeigen die niedrigsten Emissionen, die Emissionen der trockenen und quasitrockenen Rauchgasreinigungsanlagen liegen auf einem etwas höheren Niveau. Der Hilfschemikalienbedarf und folglich die Rückstandsmengen sind bei den Naßverfahren am geringsten und im Fall der trockenen Verfahren am höchsten. Ferner zeigt sich, daß die Emissionen der quasitrockenen und trockenen Rauchgasreinigung durch die Betriebsweise der Anlage, insbesondere durch den Hilfschemikalieneinsatz, beeinflußt werden können. Bei der Analyse der Kosten werden nur die Kosten für die Anlagenteile ohne Bauleistungen, Meß- und Regeltechnik usw. betrachtet. In den vergangenen Jahren ist bei den Investitionskosten von Anlagen ein Preisverfall eingetreten. Zwischen der trockenen und der quasitrockenen Rauchgasreinigung gibt es bei den Kosten nur geringe Unterschiede. Diese Anlagen haben die niedrigsten Investitionskosten. Die nasse Rauchgasreinigung weist bei den Investitionskosten einen weiten Bereich auf. Eine relativ einfach aufgebaute nasse Rauchgasreinigungsanlage ist nur unwesentlich teurer als eine quasitrockene Rauchgasreinigung. Als Ergebnis der Arbeit erscheinen für den Bau von neuen Rauchgas-reinigungsanlagen zwei Anlagen sehr interessant. Eine nasse Rauchgasreinigungs-anlage, aufgebaut aus einem Gewebefilter und einem zweistufigen Wäschesystem, erzeugt bei niedrigen Investitionskosten geringe Rückstandsmengen. Außerdem ist die quasitrockene Rauchgasreinigung als Alternative anzusehen, aber die durchgeführte Arbeit zeigt bei diesem Verfahren insbesondere bei dem Hilfschemikalieneinsatz noch Optimierungsmöglichkeiten

Herstellung von Zementklinker. Verfahrensbeschreibung und Analysen zum Einsatz von Sekundärbrennstoffen

Durch den hohen Anteil der Energiekosten an der Wertschöpfung des fertigen Zements und durch den immer härter werdenden Wettbewerb ist die Zementindustrie daran interessiert, die Energiekosten zu senken. Daher gewinnt der Einsatz von kostengünstigen Sekundärbrennstoffen, die aus Abfällen bestehen, für die Zementindustrie immer mehr an Bedeutung. Mit zunehmendem Sekundärbrennstoffeinsatz treten die Zementwerke jedoch in direkte Konkurrenz zu den anderen Abfallbehandlungsanlagen. Es ist zudem ungeklärt, welche Auswirkungen ein erhöhter Einsatz von Sekundärbrennstoffen auf den produzierten Zement hat. Dies gilt insbesondere für den Verbleib von Spurenelementen, die in den Sekundärbrennstoffen enthalten sind. Aus diesem Grund wird der Einsatz von Sekundärbrennstoffen in der Zementindustrie von Fachkreisen, Politik und Teilen der Gesellschaft kontrovers diskutiert. In der vorliegenden Studie werden die derzeitigen Kenntnisse zur Mitverbrennung von Abfällen bei der Zementherstellung zusammengestellt. Hierzu werden zunächst die unterschiedlichen Verfahren zur Herstellung von Zementklinker beschrieben. Den größten Anteil an der Klinkerproduktionskapazität hat das Trockenverfahren. Hier kommen Drehrohröfen mit mehrstufigen Zyklonvorwärmern mit oder ohne Calcinator oder lange Trockenöfen mit integriertem Vorwärmer zum Einsatz. Die größte Bedeutung haben die Zyklonvorwärmeröfen mit oder ohne Calcinator, die in Deutschland einen Anteil von ca. 85 % an der gesamten Klinkerkapazität haben. Anschließend wird das Verhalten der mit Rohstoffen und Brennstoffen in den Klinkerbrennprozeß eingetragenen Schwermetalle in der Anlage beschrieben. Die Schwermetalle werden dabei je nach Flüchtigkeit der Elementverbindung direkt in den Klinker beim Klinkerbrennprozeß eingebunden oder aber als Filterstaub dem Klinker als Zumahlstoff bei der Zementherstellung beigemischt. In einem weiteren Berichtsteil werden die zu Beginn des Jahres 1999 in Deutschland vorhandenen Klinkerproduktionskapazitäten (Standort der Anlage, Ofentyp, Kapazität) erfaßt und - aus Geheimhaltungsgründen \- in aggregierter Form dargestellt. Zusätzlich erfaßt wurden für die einzelnen Anlagen die genehmigten Einsatzmengen an Sekundärbrennstoffen (Art und Menge) und den tatsächlich eingesetzten Mengen gegenübergestellt. In den Anlagen, die eine Genehmigung zum Einsatz von Sekundärbrennstoffen besitzen, könnte danach 45% des Energiebedarfs durch diese Brennstoffe gedeckt werden