Steine-Erden\CaO-Drehrohr-DE-2010

Referenzen

# 1 BUWAL 1991
# 2 WI 1995a
# 3 BdK 1995

Metadaten

Datenqualität mittel (sekundäre/abgeleitete Daten)
Dateneingabe durch Uwe R. Fritsche
Quelle Öko-Institut
Review Status Review in Arbeit
Review durch Wolfgang Jenseit
Letzte Änderung 14.07.2010 18:20:09
Sprache Deutsch
Ortsbezug Deutschland
Technologie Baustoffe - Herstellung und Verarbeitung
Technik-Status Bestand
Zeitbezug 2010
Produktionsbereich 26.52 Herstellung von Kalk
SNAP Code 3.3.12 Kalk (inkl. Eisen-, Stahl und Papierindustrie)
GUID {F6E9E985-2D0D-40A9-83DE-0122FD39BD75}

Verknüpfungen

Produkt liefernder Prozess Bedarf   Transport mit Länge
Hauptinput
Kalkstein (CaCO3) Xtra-Abbau\Kalkstein-DE-2010    
Hilfsenergie
Prozesswärme Wärme-Prozess-CaO-Steinkohle-DE-2010 (Endenergie) 1,4444*10-3 MWh/kg
Elektrizität Netz-el-DE-Verteilung-NS-2010 36,111*10-6 MWh/kg
Hauptoutput
Branntkalk (CaO)

Kenndaten

Leistung 1,0000000 t/h
Auslastung 5,00000*103 h/a
Lebensdauer 20,000000 a
Flächeninanspruchnahme 0,0000000 m²
Beschäftigte 0,0000000 Personen
Nutzungsgrad 56,980000 %
Leistung von 10,000*10-6 bis 1,00000*109 t/h
Benutzung von 1,0000000 bis 8,76000*103 h/a

Direkte Emissionen

CO2-Äquivalent 755,00*10-3 kg/kg
Staub 170,00*10-6 kg/kg
CO2 755,00*10-3 kg/kg

Kosten


Kommentar

Brennen von Kalk (Drehrohröfen). Unter dem Prozess des Kalkbrennens versteht man die Zersetzungsreaktion des Kalksteins durch die Zufuhr thermischer Energie: CaCO3 => CaO + CO2. In der Technik wird die Zersetzung bei 900-1100°C durchgeführt. Das Brennen des Kalks kann in verschiedenen Formen von Öfen erfolgen. Dabei gibt es vier Haupttypen, deren Anteile nach einer Umfrage des Bundesverbandes der deutschen Kalkindustrie folgendermaßen anzunehmen sind: Tab.: Ungefährer Anteil einzelner Ofentypen zur Branntkalkherstellung (BdK 1995). Ofentyp Mengenanteil in % Schachtofen 30 Ringschachtofen 30 Gleichstrom-Gegenstrom-Regenerativofen (GGR-Ofen) 25 Drehrohrofen 15 Die in dieser Bilanz genutzten Daten beziehen sich auf den Brennprozess in einem Drehrohrofen. Im Vergleich zu den meisten Schachtöfen zeichnet sich der Drehrohrofen durch einen höheren Energieverbrauch aus. Ein Drehrohrofen kann prinzipiell mit Gas, Öl und festen Brennstoffen befeuert werden. Je nach Brennstoff variiert der Energiebedarf der Drehrohröfen von 8400 MJ/t Branntkalk für die einfachsten gasbefeuerten Öfen bis zu 5050 MJ/t Branntkalk für die komplexeren kohle-befeuerten Einheiten (Ullmann 1990). Im Vergleich zu den Schachtöfen ist es einfacher - auch bei hohem Schwefelgehalt der Brennstoffs (Kohle) - einen Kalk mit geringerem Schwefelgehalt herzustellen, wie er zum Beispiel für die Stahlindustrie gebraucht wird, wo er unter anderem dazu eingesetzt wird, um das Eisen zu entschwefeln, bevor es in den Hochofen gelangt. In GEMIS wird ein Drehrohrofen bilanziert, der nach #1 einen Energiebedarf von 5200 MJ/t Branntkalk hat. Die Quelle in #1 ist eine amerikanische Studie aus dem Jahre 1987, wobei angenommen wird, daß der Wert örtlich wie zeitlich übertragbar ist. In dieser Studie wird angesetzt, daß der bilanzierte Drehrohrofen mit Steinkohle befeuert wird. Massenbilanz: Pro Tonne stückigen Branntkalks müssen 1755 kg Ofenstein in den Brennprozess eingebracht werden (Scholz 1994).Weitere Hifs- oder Betriebsstoffe werden nicht benötigt. Der enorme Massenverlust kommt dadurch zustande, daß gemäß der oberen Reaktionsgleichung ein Teil des Kalksteins als CO2 den Prozeß über den Gaspfad verläßt. Energiebedarf: Für das Brennen einer Tonne Kalks im bilanzierten Drehrohrofen werden 5200 MJ/t benötigt (#1). Als Brennstoff wird Steinkohle verwendet. Diese Annahmen decken sich mit denen von Merten für einen Drehrohrofen (#2). Neben dem Brennstoffbedarf besteht für den Betrieb des Ofens noch ein Strombedarf von ca. 130 MJ/t Branntkalk (#2). Prozessbedingte Luftemissionen: Als prozessbedingte Luftemissionen sind im Prozeß des Kalkbrennens die CO2-Emissionen zu bilanzieren, die bei der sog. Entsäuerung des Kalks auftreten. Die Ofensteinmasse enthält 767 kg gebundenes Kohlendioxid von denen während des Brennprozesses 755 kg/t Branntkalk freigesetzt werden (Scholz 1994). Die Differenz verbleibt weiterhin gebunden im Branntkalk. Der Wert von Scholz stimmt exakt mit dem Wert überein, den das UBA als materialbedingte Prozeßemissionen angibt. Das UBA gibt weiterhin einen Wert für Staub an, den es mit 0,17 kg/t Branntkalk quantifiziert (UBA 1996). Auch dieser Wert wird in GEMIS bernommen. Die brennstoffbedingten Prozessemissionen lassen sich nicht einfach über eine Verbrennungsrechnung zur Bereitstellung einer bestimmten Prozesswärme berechnen. Vielmehr sind die spezifischen Bedingungen der Verbrennung bei der Branntkalkherstellung wichtig. Das UBA gibt für verschiedene Brennstoffe Emissionskennziffern an. Diese sind für Steinkohle in der folgenden Tabelle wiedergegeben: Tab.: Brennstoffbedingte Prozeßemissionen bei der Branntkalkherstellung in steinkohlebefeuerten Schachtöfen (UBA 1996). Schadstoff Emissionen in kg/TJ Emissionen in kg/t Branntkalk CO2 94000 479,4 CO 6000 30,6 CH4 15 0,0765 NMVOC 15 0,0765 NOx 155 0,7905 N2O 4,0 0,0204 SO2 33 0,1683 Staub 0 0 Die gesamten Emissionsfaktoren ergeben sich durch Addition der materialbedingten und brenstoffbedingten Emissionsfaktoren. Wasserinanspruchnahme: Direkt im Prozess des Kalkbrennens wird kein Wasser in Anspruch genommen. Abwasserinhaltsstoffe: In dem beschriebenen Prozess wird kein belastetes Abwasser bilanziert. Reststoffe: Es fallen keine Reststofe an, die nicht wieder innerhalb der Systemgrenzen verwertet werden können.