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NOx-Minderung durch gestufte Verbrennung
im Calcinator – neue Erkenntnisse
Dr.-Ing. N. Bodendiek, Düsseldorf, Dr.-Ing. V. Hoenig,
Forschungsinstitut der Zementindustrie, Düsseldorf, Germany
An sechs Drehofenanlagen hat das Forschungsinstitut der Zementindustrie, Düsseldorf, Deutschland, die gestufte Feuerungsführung im Calcinator mit dem Ziel untersucht, Möglichkeiten und Grenzen der NOx-Minderung bei Vorcalcinieranlagen zu ermitteln. Dazu wurden systematische Veränderungen der Betriebseinstellungen vorgenommen und die Auswirkungen auf die NO-Bildung und den NO-Abbau im Calcinator ermittelt. Die Untersuchungen haben gezeigt, dass die optimale Luftzahl in der Reduktionszone deutlich unterhalb von 0,8 liegt und damit niedriger, als bisher angenommen. Als Ursache hierfür ist die katalytische Umwandlung des Zwischenprodukts HCN zu NH3 über Kalkstein zu sehen. Bei den Versuchen erwiesen sich die Luft- und Mehlstufung als effektive betriebstechnische Mittel zur Optimierung der gestuften Feuerung und damit der NOx-Minderung. Beide Maßnahmen können allerdings dadurch begrenzt sein, dass es bei extremer Anlagenfahrweise zu verstärkter Ansatzbildung, Feuerfestschäden, Brenngutkugelbildung oder zu erhöhten CO-Emissionen kommt. Für jede Ofenanlage sind diese Grenzen individuell zu bestimmen. Weitere wichtige Einflüsse für den NO-Abbau im Calcinator sind die Reaktivität des Brennstoffs, die Gasverweilzeit in der Reduktionszone, die NO-Konzentration am Calcinatoreintritt und die Einmischung des Brennstoffs bei Aufgabe in die Reduktionszone. Durch Messungen der NO-Konzentration im Calcinatorinneren wurden die für den NO-Abbau maßgeblichen Reaktionen ermittelt. Es sind dies die Reaktionen von NO mit NHi- und Kohlenwasserstoffradikalen. Die bei den Versuchen gewonnenen Erkenntnisse lassen sich verwenden, um neue Ansätze für die konstruktive Auslegung von Calcinatoren und die Optimierung ihrer Betriebsweise zu finden.
Summary CEMENT INTERNATIONAL 01/2006 S. 64-75
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