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Zementindustrie 

 
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Optimierte Zementherstellung durch intelligente Analyse 

 

Zementindustrie 
 
 

Eine wirtschaftliche Zementherstellung ist durch eine hohe Energieeffizienz des Prozesses sowie durch die Sicherstellung einer hohen Produktqualität geprägt. Hierbei gewinnt auch die Verwendung alternativer Brennstoffe zur Einsparung von Primärbrennstoffen an Bedeutung. Hierdurch ist es im stärkeren Maße erforderlich, alle relevanten Prozesse mit kontinuierlicher Analysentechnik zu überwachen und zusätzlich die Einhaltung der jeweils gültigen Emissionsgrenzwerte sicherzustellen.

SICK-Analysensysteme sind für die hohen Anforderungen an Zementanlagen besonders geeignet. Das breite Produktportfolio ermöglicht optimale Lösungen für alle Betriebsparameter, auch für hohe Temperaturen und Staubkonzentrationen. Zur kontinuierlichen Überwachung der Emissionsgrenzwerte werden Analysensysteme von SICK weltweit erfolgreich eingesetzt. Als einziger Hersteller bietet SICK aus einer Hand die komplette Messtechnik für Staub, Gasdurchfluss, Schad‑ und Referenzgase sowie die komplette Datenauswertung an.

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Kohlebunker / Kohlemühle 

 

kohlebunker / Kohlemühle 
 

Kohlestaub wird als Brennstoff in Zementwerken eingesetzt. In Kohlebunker und Kohlemühle ist es aus Sicherheitsgründen erforderlich, die CO-Konzentration zu überwachen. Die kontinuierliche Messung der CO‑Konzentration im Kohlebunker und in der Kohlemühle dient zur Früherkennung von Schwelbränden. Zusätzlich liefert die Messung der O2-Konzentration wichtige Informationen bei der Inertisierung der Mahl- und Siloanlagen. Für den Zeitraum des Mahlprozesses wird die Sauerstoffkonzentration überwacht und der mögliche Eintrag von Falschluft frühzeitig erkannt. Dadurch wird das Gefährdungspotenzial von Brand oder Explosionen minimiert. Unsere Lösung:

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Drehrohrofen-Einlauf 

 

Drehrohrofen-Einlauf 
 
Das im Vorwärmer getrocknete Gesteinsmehl gelangt über den Kalzinator in den Drehrohrofen. Hier wird das Gesteinsmehl bei Temperaturen bis zu 1.400 °C gesintert und verlässt als Klinker den Drehrohrofen. Die Qualität des erzeugten Klinkers ist von einer kontrollierten Energiezufuhr im Drehrohrofen abhängig. Eine unzureichende Energiezufuhr führt zu Kalkrückständen (nicht konvertiertem Kalk), zu hohe Temperaturen beschädigen den Drehrohrofen und eine unvollständige Verbrennung führt zu erhöhtem Brennstoffverbrauch. Zur Optimierung der Energiezufuhr und Feuerungsführung wird eine kontinuierliche Prozessgasanalyse am Drehrohrofeneingang durchgeführt. Messgrößen sind die Konzentrationen CO, NO und O2. Zusätzlich werden häufig auch die Konzentrationen von CO2 und SO2 bestimmt. Besonderheiten der Messung sind:
  • Temperaturen von bis zu 1.400 °C
  • Staubkonzentrationen bis zu 2.000 g/m³
  • Hohe Konzentrationen von Alkaliverbindungen, Chloriden und Sulfaten (insbesondere beim Einsatz von alternativen Brennstoffen, Gefahr durch Anbackungsprozesse in der Gasentnahme)

SICK hat für die genannten Bedingungen die optimale Entnahme- und Analysentechnik. Unsere Lösung: 

  • Für die Gasentnahme: Entnahmesystem SCP3000
  • Für die Gasanalyse: Analysensystem MCS100E HW 
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Vorwärmer und Kalzinator 

 

Vorwärmer und Kalzinator 
 

Zur Optimierung der Trocknung, Erhitzung und Vorkalzinierung des Rohmaterials verfügen moderne Zementwerke über mehrstufige Zyklon-Vorwärmer und eine Vorkalzinierung.  Das Rohmaterial wird durch die Abwärme aus dem Verbrennungsprozess des Drehrohrofens und des Kalzinators erhitzt. Hierdurch wird der Sinterprozess im Drehrohrofen verkürzt und der Brennstoffverbrauch reduziert. Typische Messgrößen am Vorwärmer sind CO, NO, O2 und SO2. Unsere Lösung:

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Entstaubung 

 

Entstaubung 
 
Zur Einhaltung gesetzlicher Grenzwerte müssen die beim Produktionsprozess entstandenen Rauchgase von Staubpartikeln befreit werden. Zusätzlich werden Entstaubungsprozesse auch zur Rückgewinnung aufbereiteter Rohstoffe (z.B. Kohlemühle) eingesetzt. Zur Entstaubung der heißen Abgase aus Vorwärmer, Kalzinator und Drehrohrofen werden in der Regel Elektrofilter eingesetzt. Zur Rückgewinnung von Rohstoffen in kalten Abgasen eignen sich besonders Tuchfilter. Um Filterleckagen zu detektieren und um die Einhaltung der Emissionsgrenzwerte zu überwachen, werden SICK-Staubmessgeräte eingesetzt. Unsere Lösung:
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Rauchgas-Konditionierung 

 

Rauchgas-Konditionierung 
 

Die Effizienz des Elektrofilters ist durch die Leitfähigkeit der Staubpartikel limitiert. Die Staubpartikel im trockenen Rauchgas des Vorwärmers werden zur Erhöhung der Leitfähigkeit mit Wasser benetzt. Über den Gasvolumenstrom wird die zu dosierende Wassermenge kontinuierlich geregelt. Unsere Lösung:

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Explosionsschutz am Elektrofilter 

 

Elektrofilter 
 
Zur Vermeidung von Überschlägen bzw. Explosionen im Elektrofilter ist eine schnelle CO‑Messung am Filtereingang erforderlich. Beim Auftreten von CO‑Spitzen kann rechtzeitig die Spannung vom Elektrofilter genommen werden. Hiermit werden Schäden an der Anlage vermieden. SICK bietet für diese Anwendung eine Extraktivlösung mit optimiertem Ansprechverhalten. Unsere Lösung:
  • Extraktive Messung: Analysensystem MKAS mit Analysator SIDOR
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Emissionsüberwachung und -auswertung 

 

Emissionsüberwachung 
 
Im Kamin werden je nach lokalen Umweltauflagen vorzugsweise die Schadstoffe CO, NOx und SO2, sowie Staub und die Bezugsgrößen Gasgeschwindigkeit, Temperatur, H2O und O2  kontinuierlich gemessen. Die Messwerte werden an ein Messwertrechner zur weiteren Bearbeitung und Übermittlung an die Behörden übertragen. Im Falle der Mitverbrennung von Abfällen ist es oft erforderlich, weitere Komponenten wie HCl, HF, Hg und VOC zu messen. Gasanalysensysteme für Emissionsanwendungen müssen in der Regel eine Zulassung entsprechend der geltenden Gesetzgebung besitzen (z.B. Müllverbrennungs-Richtlinie 2000/76/EC, 17. BImSchV). Vorraussetzung hierfür ist eine Eignungsprüfung nach EN 15267-3 und Erfüllung von Qualitätsstandards nach EN 14181. Unsere Lösung:
  • CO/NOx/SO2/O2-Messung: Analysensystem MKAS
  • HCl/SO2/CO/NOx/O2/H2O-Messung bei Mitverbrennung: Analysensystem MCS100E HW
  • HCl/HF/SO2/CO/NOx (NO+NO2)/O2/H2O-Messung bei Mitverbrennung: FTIR-Analysensystem MCS100FT
  • Hg-Messung: Quecksilber-Analysensystem MERCEM300Z
  • In-Situ-Messung von HF: Laser-Gasanalysator GM700
  • Integrierte extraktive VOC‑Messung: FID-Analysator GMS810-FIDOR
  • Integrierte extraktive HF‑Messung: Laser-Gasanalysator GME700
  • Gasgeschwindigkeitsmessung: FLOWSIC100 
  • Staubkonzentrationsmessung: DUSTHUNTER SP100
  • Datenakquisition: Messwertrechner MEAC2000
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