Search

A cementgyártásban a fosszilis tüzelőanyagok felhasználásának csökkentésére szolgáló hulladékégetésből nyert tüzelőanyagok és alternatív tüzelőanyagok

A hulladékból előállított tüzelőanyagok szerepe a modern cementkemencékben

A hulladékból előállított tüzelőanyagokat (RDF) és más alternatív tüzelőanyagokat – mint például a használt gumiabroncsokat, műanyagmaradványokat, biomasszát és feldolgozott hulladékfrakciókat – egyre gyakrabban használják a fosszilis tüzelőanyagok helyettesítésére a cementgyártó forgókemencékben. A szén, az olaj vagy a földgáz helyettesítésével a hulladékból előállított tüzelőanyagok hozzájárulnak az üvegházhatású gázok kibocsátásának csökkentéséhez, miközben lehetővé teszik az energia, illetve egyes esetekben a hulladékáramokból származó értékes ásványi összetevők hasznosítását. A kemence stabil működésének és az állandó klinkerminőségnek a biztosítása érdekében ezeknek a másodlagos tüzelőanyagoknak egyértelműen meghatározott minőségi előírásoknak kell megfelelniük. Ezért elengedhetetlen a megbízható laboratóriumi vizsgálat, a szabványosított mintakészítés és a reprodukálható analitikai munkafolyamatok.

Alternatív üzemanyagok reprezentatív mintavétele és homogenizálása

A hulladékégetésből származó tüzelőanyagok és egyéb alternatív tüzelőanyagok gyakran terjedelmesek, összetételük változó, és kezelésük nehézkes. Ahhoz, hogy érdemi analitikai eredményeket kapjunk, a laboratóriumi alminta-vételeknek bizonyíthatóan reprezentatívnak kell lenniük az eredeti tételre nézve. A bevált gyakorlatok a következőket tartalmazzák:

  • Mintavétel az ömlesztett anyag több pontjáról
  • Egy kellően nagy kezdeti mintatömeg feldolgozása
  • Alapos keverés és adagolás, például egy PT 200-as típusú forgóadagoló segítségével, a szegregációs hatások minimalizálása érdekében
  • A kritikus paraméterek esetében a kettős vagy hármas elemzések jelentősen növelik az eredmények megbízhatóságát, és segítenek az anyagok közötti eltérések felmérésében.

A hulladékból előállított üzemanyagok mintakészítésének lépésenkénti folyamatábrája

A hulladékból előállított tüzelőanyagok feldolgozásának tipikus folyamata a darálógépben (pl. SM 300) végzett durva aprítással kezdődik, amelynek célja egy folyékony frakció előállítása. Az újrakeverés és az elválasztás után az analitikai almintát egy olyan rotormalomban őrlik a kívánt finomságúra, mint például az Ultra Centrifugal Mill ZM 300. Ha az ütéses őrlés előnyösebb, helyette keresztütőmalom (pl. SK 300) is használható.

A beszállított tüzelőanyagok között szerepelhet RDF/SRF, szálas hulladék vagy EBS, faipari hulladék, szennyvíziszap, papírhulladék és mezőgazdasági melléktermékek. A változékonyság fő tényezői közé tartozik a fűtőérték, a hamutartalom, a klór-, kén- és nyomelem-tartalom. A hatékony előkészítésnek ezért biztosítania kell mind a meghatározott szemcseméretet, mind a műanyag-, textil-, papír-, gumi- és ásványi frakciók alapos homogenizálását. Erősen változó tételek esetében gyakran célszerűbb először közepes finomságúra (pl. 1–2 mm) őrölni, majd újra keverni és felosztani, mielőtt elvégeznék a végső őrlési lépést.

A hulladékégetésből származó tüzelőanyagokra vonatkozó finomsági és analitikai követelmények


A hulladékból előállított tüzelőanyagok célfinomságát mindig az alkalmazott vizsgálati módszerhez kell igazítani:

  • A fűtőérték meghatározásához gyakran elegendő a közepes finomságú őrlés
  • Az Ash-, LOI- és elemösszetétel-elemzések eredményességét elősegíti az egyenletes szemcseméret és a gondos mintamegosztás
  • A préselt pelletek XRF-elemzéséhez általában finomabb őrlésre van szükség a részecskeméretből adódó hatások minimalizálása és az eredmények összehasonlíthatóságának javítása érdekében

Mivel az alternatív tüzelőanyagok ásványi összetevőket is juttatnak a kemence rendszerébe, az analitikai eredmények közvetlenül befolyásolják a folyamat stabilitását. A klór elősegítheti a lerakódások kialakulását és a belső körforgásokat, míg a kén és a lúgok hatással vannak a klinker kémiai összetételére és a kibocsátás-szabályozásra. A dokumentált és szabványosított előkészítési paraméterek – beleértve az osztási sémákat, az őrlő és a szita kiválasztását, a rotor sebességét és a ciklon működését – elengedhetetlenek a reprodukálható adatokhoz. A referencia-alminták megőrzése és a rendszeres párhuzamos vizsgálatok elvégzése támogatja a hosszú távú minőség-ellenőrzést és a hulladékból nyert tüzelőanyag megbízható minősítését.

Anyag-specifikus előkészítési szempontok

Műanyag-maradványok és gumiabroncsokból előállított tüzelőanyagok

A műanyagban gazdag, fóliaszerű vagy gumiabroncsból nyert hulladék-alapú tüzelőanyagok őrlése során gondos hőmérséklet-szabályozásra van szükség. A ciklon működése elősegíti a hűtést és a gyors ürítést, míg a szárazjéggel történő ridegítés megakadályozhatja a kenődést és hatékony méretcsökkentést tesz lehetővé. Az előzúzáshoz használt vágómalmok és a végső őrléshez használt ZM 300 ultracentrifugális malom kombinációja bevált módszer ezeknek az anyagoknak a homogenizálására. A minta tulajdonságaitól (például nagyobb, tömörebb műanyag tömbök) függően előnyös lehet a standard párhuzamos szelvényű rotor helyett a 6 tárcsás rotor használata az előzúzási lépésben.

Kiegészítő tüzelőanyagok

40 mm, 50 g


SM 50


3 minimum | 2 mm

100 mm, 600 g


SM 300


15 minimum | 6 mm

6 mm, 100 g


Előzúzás SM 300
Finom őrlés ZM 300

45 s | 0,75 mm

15 mm, 300 g


Előzúzás SM 300
Finom őrlés ZM 300

15 minimum | 0,3 µm

Biomassza és fahulladék

A biomasszán alapuló alternatív tüzelőanyagok, mint például a faapríték, a fakéreg vagy a bontási fa, hatékonyan homogenizálhatók, ha a minta reprezentatív és előzetesen válogatott. A vágószerszámok védelme és az analitikai torzítások elkerülése érdekében a fém szennyeződéseket (pl. szögeket, csavarokat, kapcsokat) az aprítás előtt el kell távolítani. A durva méretre történő aprításhoz általában aprítómalmokat használnak, amelyet további homogenizálás és őrlés követ a ZM 300-as berendezésben, megfelelő szitával. A műanyag minták esetében a minta tulajdonságaitól (pl. nagyobb gallyak vagy tömörebb fadarabok) függően előnyös lehet a standard párhuzamos szelvényű rotor helyett a robusztusabb 6-tárcsás rotor használata az előzetes aprítás lépésében. Az egyenletes adagolás és az opcionális ciklonüzem mind az előzetes aprítás, mind a finom őrlés lépésében segít biztosítani a stabil és reprodukálható feldolgozást.

Használt papír és selejtpapír

A használt papír és a selejtpapír töltőanyag-összetétele, bevonata és nedvességtartalma gyakran jelentős eltéréseket mutat, ezért elengedhetetlen a alapos homogenizálás. A darálógépek kiválóan alkalmasak a kezdeti aprítási lépésre. A V-rotor használata és az anyag előzetes aprítása kisebb adagokra javítja a darálás hatékonyságát. Az összekeverés és az adagolás után a vizsgálati mintát a ZM 300-as berendezésben lehet ledarálni, hogy megfeleljen a hamutartalomra, az elemelemzésre vagy az XRF-vizsgálatra vonatkozó követelményeknek.

A szennyvíziszap mint hulladékból nyert tüzelőanyag

A szennyvíziszap általában nedves és hajlamos az agglomerálódásra, ezért a reprodukálható homogenizáláshoz előzetes szárítási lépésre van szükség (pl. a TG 200 berendezés használatával). A szárítás után az anyagot előzetesen apríthatjuk vágómalomban vagy állkapocs-törőben, majd alaposan homogenizálhatjuk, hogy minimalizáljuk a hamut képező ásványok és nyomelemek helyi koncentrációs hatásait. A finom őrlés és a maximális homogenitás érdekében bolygómalmok, például a PM 400 használata ajánlott. Az őrlési paramétereknek biztosítaniuk kell a szükséges finomságot, miközben korlátozzák a túlzott hőfelhalmozódást. A szabványosított szárítási és őrlési protokoll biztosítja, hogy az idő múlásával összehasonlítható analitikai eredmények szülessenek erről a hulladékból előállított tüzelőanyagról.

Fahulladékok
125 mm, 800 g


Előzúzás SM 300
Finom őrlés ZM 300

5 minimum | 0,3 mm

Biomassza
100 mm, 125 g


SM 300


2 minimum | 0,4 mm

Papír
50 mm, 7 g


SM 300


30 s | 0,6 mm

Szárított szennyvíziszap
30 mm, 40 g


PM 400


10 minimum | 0,2 mm

A hulladékból előállított üzemanyagok mint a fosszilis energia megbízható alternatívája

A hulladékból előállított tüzelőanyagok és egyéb alternatív tüzelőanyagok – megfelelő mintavétel, előkészítés és elemzés mellett – megbízható és fenntartható megoldást kínálnak a fosszilis tüzelőanyagok fogyasztásának csökkentésére a cementgyártásban. A szabványosított laboratóriumi munkafolyamatok, a hatékony homogenizálási stratégiák és az anyagok sajátosságaihoz igazodó előkészítési technikák képezik az alapját a kemence állandó teljesítményének, a jogszabályi előírások betartásának és a folyamatok hosszú távú optimalizálásának.

Discover these exciting chapters and benefit from our expertise

Jellemző anyagok őrlése és homogenizálása

Eszközök az XRF-elemzéshez szükséges minták optimális előkészítéséhez

A cementgyártás során elutasított származékos és alternatív üzemanyagok

Az SCMS feldolgozása és aktiválása

Kiegészítő cementtechnológiák

Nyers vagy homogenizált cementanyagok szitálása

FAQ

Mik azok a hulladékból előállított tüzelőanyagok (RDF), és miért használják őket a cementkemencékben?

A hulladékból előállított tüzelőanyagok (RDF) olyan feldolgozott hulladékfrakciók, amelyek alternatív tüzelőanyagként használhatók cementgyártó forgókemencékben. Segítenek a fosszilis tüzelőanyagok – például a szén, az olaj vagy a földgáz – kiváltásában, miközben energiát nyernek ki a hulladékáramokból. A megfelelő minőségi előírások és vizsgálatok mellett az RDF hozzájárulhat az üvegházhatású gázok kibocsátásának csökkentéséhez és a klinkertermelés stabilitásához.

Hogyan biztosítják a hulladékból előállított tüzelőanyagok reprezentatív mintavételét és homogenizálását?

Mivel a hulladékból előállított tüzelőanyagok gyakran terjedelmesek és heterogének (műanyagok, textíliák, papír, gumi és ásványi frakciók), a laboratóriumi alminta-vételeknek reprezentatívnak kell lenniük az eredmények torzításának elkerülése érdekében. A bevált gyakorlat szerint több pontból kell mintát venni, elegendő mennyiségű kiindulási anyagot kell feldolgozni, valamint gondos keverést és elosztást kell alkalmazni (pl. forgóosztóval). A kritikus paraméterek esetében a kettős vagy hármas elemzések növelhetik a megbízhatóságot és segíthetnek a variabilitás számszerűsítésében.

Milyen részecskeméret (finomság) szükséges az RDF-elemzéshez, és miért fontos ez?

A visszavont származékos tüzelőanyagok esetében a célzott finomságnak összhangban kell lennie az alkalmazott analitikai módszerrel és a vizsgált paraméterrel. A fűtőérték-meghatározáshoz csupán közepes finomság szükséges, míg a hamutartalom, a teljes égési maradék (LOI) és az elemösszetétel vizsgálata esetén előnyös az egyenletes szemcseméret és a gondos mintamegosztás. A préselt pelleteken végzett XRF-vizsgálathoz általában finomabb őrlésre van szükség a szemcseméretből adódó hatások csökkentése és az eredmények összehasonlíthatóságának javítása érdekében