Mit Kiln Tail Heat einen energiesparenden-neuen Weg für die Kalksteintrocknung in Zementunternehmen

Beim Kalzinieren von Klinker in einem Zement-Drehrohrofen gibt der Ofenheckvorwärmer kontinuierlich eine große Menge an Abgasen mittlerer bis hoher Temperatur ab. Die meisten dieser Abgase wurden ursprünglich direkt abgeführt, was nicht nur wertvolle Wärmeenergie verschwendet, sondern auch gewisse Auswirkungen auf die Umwelt haben kann. Tatsächlich kann die Temperatur des aus dem Ofenende austretenden Abgases 350 bis 450 Grad erreichen. Selbst nach der Rückgewinnung von Wärme aus dem SP-Abhitzekessel zur Stromerzeugung kann die Temperatur immer noch bei 150 bis 250 Grad gehalten werden. Diese Abwärme reicht aus, um den Bedarf der Kalksteintrocknung zu decken. Unternehmen müssen lediglich angemessene Rohrleitungen entwerfen, um diese Abgase mittlerer Temperatur aus dem Auslass des Ofenheckvorwärmers abzuleiten. Nach dem Transport durch einen Hochtemperaturventilator, der durch ein Regelventil reguliert und entstaubt wird, können sie direkt zum Trockner geschickt werden. Sie ersetzen herkömmliche Heißwindöfen als Wärmequellen für die Kalksteintrocknung und sorgen für eine effiziente Kaskadennutzung der Abwärme.

In der tatsächlichen Produktion ist der Prozess der Kalksteintrocknung mit Abwärme am Ofenende eng in das Zementproduktionssystem integriert, ohne dass zusätzliche komplexe Geräte erforderlich sind, und weist eine hohe Anpassungsfähigkeit auf. Nach der Zerkleinerungsbehandlung wird der nasse Kalkstein mit einer kontrollierten Partikelgröße von 80 Millimetern zum Trocknungssystem geleitet, wo er vollständig mit der Abwärme und dem Abgas in Kontakt kommt, die vom Ofenende eingeleitet werden, und der Wärmeaustausch durch Gegen- oder Parallelströmung abgeschlossen wird. Die Feuchtigkeit im nassen Kalkstein verdunstet nach und nach, nachdem sie die Wärme aus dem Abgas absorbiert hat, während das gekühlte Abgas einer doppelten Behandlung unterzogen wird: Zyklon-Entstaubung und Beutel-Entstaubung, um den Staub für die nachfolgende Produktion zurückzugewinnen. Nachdem das Reingas die Emissionsnormen erfüllt, wird es abgeführt, was nicht nur die Verschwendung von Wärmeenergie vermeidet, sondern auch die Staubbelastung verringert. Nach dem Trocknen kann der Feuchtigkeitsgehalt des Kalksteins stabil auf 1 % kontrolliert werden, wodurch die Prozessanforderungen der Rohstoffmahlung und der anschließenden Kalzinierung vollständig erfüllt werden und Probleme wie Mühlenverstopfungen und Effizienzverluste, die durch einen hohen Feuchtigkeitsgehalt der Rohstoffe verursacht werden, effektiv vermieden werden.

Für Zementunternehmen besteht der offensichtlichste Vorteil der Nutzung der Ofenheckwärme zum Trocknen von Kalkstein in der doppelten Verbesserung der Energieeinsparung und des Umweltschutzes. Der traditionelle kohlebefeuerte Heißwindofen-Trocknungsmodus erfordert einen großen Standardkohleverbrauch. Durch die Nutzung der Abwärme am Ofenende kann der Wärmeverbrauch pro Tonne Klinker jedoch um 80 bis 150 kcal gesenkt werden. Eine Klinkerproduktionslinie mit einer Kapazität von 5.000 Tonnen/Tag kann mehr als 8.000 Tonnen Standardkohle pro Jahr einsparen, was einer Reduzierung der CO₂-Emissionen um über 20.000 Tonnen entspricht. Gleichzeitig kann es auch den Ausstoß schädlicher Gase wie SO₂ und NOₓ reduzieren und so Unternehmen dabei helfen, ihre Ziele für eine umweltfreundliche Produktion zu erreichen. Gleichzeitig kann dieses Modell die Produktionskosten von Unternehmen erheblich senken und so Investitionen in Heißwindöfen, Kraftstoffverbrauch und Gerätewartungskosten einsparen. In der Regel amortisieren sich die Sanierungsinvestitionen innerhalb von 1 bis 3 Jahren, und der gesamtwirtschaftliche Nutzen ist auf lange Sicht beträchtlich.

Natürlich müssen für den reibungslosen Ablauf der Kalksteintrocknung mit Abwärme am Ofenende auch einige wichtige Details berücksichtigt werden. Aufgrund der hohen Staubkonzentration im Ofenabgas ist eine effiziente Staubentfernung unerlässlich. Andernfalls kann es nicht nur zu einer Beeinträchtigung der Trocknungswirkung, sondern auch zu einer Abnutzung der Ausrüstung kommen; Gleichzeitig können das im Abgas enthaltene SO₂ und der Alkalistaub die Ausrüstung korrodieren. Daher ist es notwendig, eine Korrosions- und Kondensationsschutzbehandlung der Ausrüstung durchzuführen, den Taupunkt des Abgases so zu kontrollieren, dass er nicht unter 65 Grad liegt, und Schäden an der Ausrüstung zu vermeiden, die die Produktionsstabilität beeinträchtigen. Darüber hinaus muss das Trocknungssystem zur Steuerung auch mit dem Ofensystem gekoppelt sein. Wenn die Ofenbedingungen schwanken und zu Veränderungen der Abgastemperatur und des Luftvolumens führen, können die Heißluftparameter automatisch angepasst werden, um einen stabilen Kalksteintrocknungseffekt zu gewährleisten und nachfolgende Produktionsprozesse nicht zu beeinträchtigen.

Heutzutage ist die Trocknung von Kalkstein mit der Abwärme des Ofenendes die gängige Wahl für die Energieeinsparung in der Zementindustrie. Ob es um den Bau neuer Zementproduktionslinien oder die Modernisierung alter geht, die Anwendung dieses Verfahrens ist sichtbar. Es löst nicht nur die Probleme des hohen Energieverbrauchs und der hohen Umweltverschmutzung bei herkömmlichen Trocknungsverfahren, sondern realisiert auch die Wiederverwendung von Wärmeenergie im Zementproduktionsprozess, sodass „Abwärme“ ihren Wert wirklich entfalten kann. Im Vergleich zur Abwärmetrocknung des Ofenrostkühlers ist die Abwärmetemperatur am Ofenende höher, stabiler und der verarbeitete Rohstoffstaub lässt sich leichter handhaben. Es eignet sich besser als bevorzugte Wärmequelle für die Kalksteintrocknung, insbesondere für die Trocknungsanforderungen von Kalkstein mit hohem Feuchtigkeitsgehalt. Es kann effektiv den kontinuierlichen und stabilen Betrieb der Rohstoffmühle während der Regenzeit oder der nassen Erzproduktion gewährleisten.
Mit der Vertiefung des umweltfreundlichen und kohlenstoffarmen Konzepts in der Zementindustrie sind Energieeinsparung, Verbrauchsreduzierung und Ressourcenrecycling für Unternehmen zu Schlüsselfaktoren für die Verbesserung ihrer Kernwettbewerbsfähigkeit geworden. Der Prozess der Kalksteintrocknung mit Ofenabwärme mag wie eine einfache Wiederverwendung von Abwärme erscheinen, tatsächlich ist er jedoch eine wichtige Maßnahme für Zementunternehmen, um Kostensenkungen, Effizienzsteigerungen und eine umweltfreundliche Transformation zu erreichen. Es erfüllt nicht nur die Anforderungen der nationalen „Dual Carbon“-Strategie, sondern hilft Unternehmen auch, die Betriebskosten zu senken und die Produktionseffizienz im harten Wettbewerb auf dem Markt zu verbessern. Zukünftig wird es in weiteren Zementunternehmen weit verbreitet eingesetzt werden und der umweltfreundlichen und qualitativ hochwertigen Entwicklung der Zementindustrie neue Impulse verleihen.