Zielfeinheit und analytische Anforderungen für Ersatzbrennstoffe

Die Zielfeinheit von Ersatzbrennstoffen sollte stets auf die jeweilige Analysenmethode abgestimmt sein:

• Die Bestimmung des Heizwerts erfordert oft nur eine moderate Feinheit
• Asche-, Glühverlust- (LOI) und Elementaranalysen profitieren von einer gleichmäßigen Partikelgröße und sorgfältigem Teilen
• XRF‑Analysen an Presslingen erfordern in der Regel eine feinere Mahlung, um Korngrößeneffekte zu minimieren und die Vergleichbarkeit zu verbessern

Da alternative Brennstoffe auch mineralische Bestandteile in das Ofensystem eintragen, sind die Analyseergebnisse direkt prozessrelevant. Chlor kann Anbackungen und interne Kreisläufe fördern, während Schwefel und Alkalien die Klinkerchemie und die Emissionskontrolle beeinflussen. Dokumentierte und standardisierte Vorbereitungsparameter – einschließlich Teilungsschemata, Mühlen und Siebauswahl, Rotordrehzahl und Zyklonbetrieb – sind entscheidend für reproduzierbare Daten. Das Aufbewahren von Referenzteilproben sowie routinemäßige Doppelbestimmungen unterstützen eine langfristige Qualitätskontrolle und eine verlässliche Qualifizierung von Ersatzbrennstoffen.

Materialspezifische Aspekte der Probenvorbereitung

Kunststoffreste und reifenbasierte Ersatzbrennstoffe

Kunststoffreiche, folienartige oder reifenbasierte Ersatzbrennstoffe erfordern während der Zerkleinerung eine sorgfältige Temperaturkontrolle. Der Einsatz eines Zyklons unterstützt die Kühlung und den schnellen Austrag, während die Versprödung mit Trockeneis ein Verschmieren verhindert und eine effiziente Zerkleinerung ermöglicht. Eine Kombination aus Schneidmühlen zur Vorzerkleinerung und der Ultra‑Zentrifugalmühle ZM 300 für die Feinvermahlung hat sich zur Homogenisierung dieser Materialien bewährt. Abhängig von den Probeneigenschaften (z. B. größere, kompakte Kunststoffblöcke) kann in der Vorzerkleinerung der Einsatz des robusteren 6‑Scheibenrotors anstelle des Parallelschnitt‑Rotors vorteilhaft sein.

Sekundärbrennstoffe

Biomasse‑ und Holzreste

Biomassebasierte alternative Brennstoffe wie Holzhackschnitzel, Rinde oder Altholz lassen sich effizient homogenisieren, sofern die Probe repräsentativ und vorsortiert ist. Metallische Fremdkörper (z. B. Nägel, Schrauben, Klammern) müssen vor der Zerkleinerung entfernt werden, um Schneidwerkzeuge zu schützen und analytische Verfälschungen zu vermeiden. Schneidmühlen werden typischerweise für die Grobzerkleinerung eingesetzt, gefolgt von weiterer Homogenisierung und Mahlung in der ZM 300 mit einem geeigneten Sieb. Wie bei Kunststoffproben kann je nach Materialeigenschaften (z. B. dickere Äste oder kompakte Holzstücke) der 6‑Scheibenrotor in der Vorzerkleinerung vorteilhaft sein. Ein gleichmäßiger Probeneinzug sowie optionaler Zyklonbetrieb in Vor‑ und Feinmahlstufe tragen zu einer stabilen und reproduzierbaren Verarbeitung bei.

Altpapier und Papierreste

Altpapier und Papierreste weisen häufig eine hohe Variabilität hinsichtlich Füllstoffen, Beschichtungen und Feuchtegehalt auf, was eine gründliche Homogenisierung unerlässlich macht. Schneidmühlen eignen sich sehr gut für den initialen Zerkleinerungsschritt. Der Einsatz eines V‑Rotors sowie das Vorzerknüllen des Materials in kleinere Portionen verbessern die Schneideffizienz. Nach dem Mischen und Teilen kann die analytische Teilprobe in der ZM 300 auf die Anforderungen für Asche‑, Element‑ oder XRF‑Analysen vermahlen werden.

Klärschlamm als Ersatzbrennstoff

Klärschlamm ist in der Regel feucht und neigt zur Agglomeration, weshalb vor einer reproduzierbaren Homogenisierung ein definierter Trocknungsschritt (z. B. mit dem TG 200) erforderlich ist. Nach der Trocknung kann das Material in einer Schneidmühle oder einem Backenbrecher vorzerkleinert und anschließend gründlich homogenisiert werden, um lokale Anreicherungen aschebildender Mineralien und Spurenelemente zu minimieren. Für die Feinvermahlung und maximale Homogenität werden Planeten‑Kugelmühlen wie die PM 400 empfohlen. Die Mahlparameter sollten die erforderliche Feinheit erreichen und gleichzeitig eine übermäßige Wärmeentwicklung begrenzen. Ein standardisiertes Trocknungs‑ und Mahlprotokoll gewährleistet über die Zeit vergleichbare Analyseergebnisse dieses Ersatzbrennstoffs.

Ersatzbrennstoffe als verlässliche Alternative zu fossiler Energie

Bei sachgerechter Probenahme, Probenvorbereitung und Analyse bieten Ersatzbrennstoffe und andere alternative Brennstoffe einen zuverlässigen und nachhaltigen Weg zur Reduzierung des Einsatzes fossiler Brennstoffe in der Zementherstellung. Standardisierte Laborabläufe, robuste Homogenisierungsstrategien und materialspezifische Vorbereitungsverfahren bilden die Grundlage für eine konstante Ofenleistung, regulatorische Konformität und eine langfristige Prozessoptimierung.