Klinkerbrennen

Klinkerbrennen ist ein Teilprozess der Zementherstellung, bei dem durch Kalzinierung und Sintern aus gemahlenem Kalkstein, Tonstein und Quarzmineralen Zementklinker gebrannt wird. Das Klinkerbrennen ist der zentrale Prozess bei der Zementherstellung. Der Vorgang des Klinkerbrennens beginnt mit dem Trocknen des Rohmehls, gefolgt vom anschließenden Kalzinieren. Diese Vorgänge finden je nach Verfahren teilweise vollständig vor dem Drehrohrofen statt. Darauf folgt das eigentliche Brennen des Klinkers durch Sintern im Drehrohrofen. Anschließend muss der entstandene Klinker abgekühlt werden (s. Abbildung 1).

Das Vorwärmen der Ausgangsstoffe geschieht je nach Feuchtegrad der Ausgangsstoffe in Rostvorwärmern oder Zyklonvorwärmern. Feuchtere Ausgangsstoffe werden in Rostvorwärmern behandelt. Die Stoffe werden auf einem beweglichen Rost durch eine Kammer transportiert. Durch die Kammer und durch den Rost strömt das heiße Abgas aus dem Drehrohrofen. Die Ausgangsstoffe werden so erhitzt und getrocknet, bevor sie in den Drehrohrofen gelangen. Trockene Ausgangsstoffe werden über Zyklonvorwärmer erhitzt. Diese arbeiten auf dem Prinzip eines Zyklonabscheiders. Das Rohmehl wird in mehreren Stufen dem heißen Abgas aus dem Drehrohrofen zugemischt. In den Zyklonen wird es wieder abgeschieden. Durch die mehrstufige Durchmischung kann das Rohmehl die Wärme des Abgases aufnehmen.

Zusätzlich ist es möglich, im Vorwärmer einen Vorkalzinierer zu installieren. Dieser besteht meist aus einer zusätzlichen Feuerung, mit der das Abgas weiter erhitzt wird. Der Vorkalzinierer bewirkt, dass den Ausgangsstoffen ein Großteil des dort gebundenen Kohlendioxids ausgetrieben wird, bevor es den Drehrohrofen erreicht. Dies wirkt sich insgesamt günstig auf den spezifischen Energieverbrauch aus, auch wenn dadurch ein leicht erhöhter Verbrauch elektrischer Energie in Kauf genommen wird.

Nach der Vorwärmung gelangt das Rohmehl in den Drehrohrofen, wo es erst vollständig kalziniert wird und anschließend bei Sintertemperatur die Minerale Trikalziumsilikat und Dikalziumsilikat bildet. Diese sind Hauptbestandteil des Klinkers.

Der Drehrohrofen ist das Herzstück der Zementproduktion. Er besteht aus einem langen Rohr, das an der Innenseite mit feuerfestem Material ausgekleidet ist. Das Rohr ist leicht geneigt. Am unteren Ende des Rohres befinden sich Brenner für verschiedene Brennstoffe. Das Rohmehl wird am oberen Ende des Rohres in das Rohr eingegeben. Durch Rotation des Rohres wird das Rohmehl langsam durch den Drehrohrofen transportiert. Dabei ist es in direktem Kontakt mit den heißen Rauchgasen. Durch diesen Kontakt wird das Rohmehl langsam zu Klinker umgewandelt. Am unteren Ende verlässt der heiße Klinker den Drehrohrofen. Nach dem Brennen muss der Klinker abgekühlt werden. Die dabei verwendete Luft kann als vorgeheizte Brennluft im Drehrohrofen verwendet werden.

Der Energieverbrauch des Drehrohrofens liegt in Europa im Durchschnitt zwischen 830 und 1.800 kWh pro Tonne Klinker.

Englische Übersetzung(en):

clinker burning