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.
Fedezzen fel izgalmasabb fejezeteket, és élvezze szakértelmünket Click on the chapters to explore!
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
Aszfalt maradványok és bitumen, mint alternatív üzemanyagok
Az aszfalt maradékanyagok alternatív üzemanyagként használhatók a cementiparban, mivel a bitumen tartalma hasznosítható hőértékkel rendelkezik. Megfelelő feldolgozás után az aszfaltanyagokat az energia-visszanyerésre a cementpohárba lehet bevinni, ezáltal részben helyettesítve a fosszilis tüzelőanyagokat. Alternatív üzemanyagként való felhasználás szempontjából alapvető fontosságú a gondos válogatás, a szennyeződések eltávolítása és az anyag szigorú minőségi ellenőrzése. Különösen fontos a meghatározott bitumen tartalma és a potenciális szennyezőanyagok vizsgálata.
Mivel a bitumen az aszfaltot ragasztóvá teszi, legalább a finom vágási fázisban folyékony nitrogénnel való törékenyítésre van szükség A SK 300 keresztütő Malom erre alkalmas, mivel robusztus és jól alkalmas abrasív anyagokhoz.
Aszfalt bitumen tartalmú
110 mm, 11,7 kg
BB 300
1 minimum | 8 mm
10 mm, 1,7 kg
SK 300
90 s | 1 mm
Régi textil és textil hulladék alternatív üzemanyagként
A régi textilek és textilhulladékok is használhatók alternatív üzemanyagként. A cementiparban a textilek fontos szerepet játszanak elsősorban másodlagos üzemanyagként, amikor az anyagok újrahasznosítása már nem megvalósítható. Szerves tartalmuk miatt sok textilmaradék hasznosítható hőértékkel rendelkezik, és megfelelő feldolgozás után részlegesen helyettesítheti a cementpoharokban lévő fosszilis üzemanyagokat. Másodlagos üzemanyagként történő felhasználás céljából az anyagokat sorolják, aprítják, homogenizálják, és vizsgálják a szennyeződések és szennyezőanyag-szintek tekintetében.
A textíliák homogenizálása a minőségellenőrzés érdekében általában egy Vágó malomban kezdődik, majd egy ZM 300 vagy egy golyós Malom finommalomhoz.
textíliák
200 mm, 20 g
Előzúzás SM 300
Finom őrlés MM 400
2 minimum | 200 µm
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.
A cementgyártásban a fosszilis tüzelőanyagok felhasználásának csökkentésére szolgáló hulladékégetésből nyert tüzelőanyagok és alternatív tüzelőanyagok - Gyakori kérdések
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
Forduljon hozzánk ingyenes konzultációért!
A RETSCH termékek és szolgáltatások leányvállalatok és teljes körűen képzett forgalmazók globális hálózatán keresztül érhetők el. Munkatársaink szívesen segítenek Önnek bármilyen kérdésben.
