De groene cementfabriek van de nabije toekomst

Robert Shenk, FLSmidth, geeft een overzicht van hoe 'groene' cementfabrieken er in de nabije toekomst uit zouden kunnen zien.

Over tien jaar zal de cementindustrie er al heel anders uitzien dan nu.Naarmate de realiteit van klimaatverandering zich blijft voordoen, zal de sociale druk op zware uitstoters toenemen en zal financiële druk volgen, waardoor cementproducenten gedwongen worden in te grijpen.Er zal geen tijd meer zijn om je achter doelen of routekaarten te verschuilen;wereldwijde tolerantie zal zijn uitgeput.De cementindustrie heeft de verantwoordelijkheid om alle beloften na te komen.

Als toonaangevende leverancier van de industrie voelt FLSmidth deze verantwoordelijkheid sterk.Het bedrijf heeft nu oplossingen beschikbaar, met meer in ontwikkeling, maar de prioriteit ligt bij het communiceren van deze oplossingen aan cementproducenten.Want als je je niet kunt voorstellen hoe een cementfabriek eruit komt te zien – als je er niet in gelooft – dan gaat het niet gebeuren.Dit artikel is een overzicht van de cementfabriek van de nabije toekomst, van groeve tot verzending.Het ziet er misschien niet zo anders uit dan een plant die je vandaag zou zien, maar dat is het wel.Het verschil zit in de manier waarop het wordt bediend, wat erin wordt gestopt en een deel van de ondersteunende technologie.

Groeve
Hoewel een totale transformatie van de steengroeve niet in de nabije toekomst wordt voorzien, zullen er enkele belangrijke verschillen zijn.Ten eerste is de elektrificatie van materiaalwinning en transport – het overschakelen van diesel naar elektrisch aangedreven voertuigen in de steengroeve een relatief eenvoudige manier om de CO2-uitstoot in dit deel van het cementproces te verminderen.Een recent proefproject in een Zweedse steengroeve heeft zelfs een reductie van 98% van de koolstofemissies gerealiseerd door het gebruik van elektrische machines.

Bovendien kan de steengroeve een eenzame plek worden omdat veel van deze elektrische voertuigen ook volledig autonoom zullen zijn.Deze elektrificatie vereist extra energiebronnen, maar in het komende decennium zullen naar verwachting meer cementfabrieken hun energievoorziening in handen nemen door ter plaatse wind- en zonne-installaties te bouwen.Dit zal ervoor zorgen dat ze de schone energie hebben die ze nodig hebben om niet alleen hun steengroeveactiviteiten van stroom te voorzien, maar ook om de elektrificatie in de hele fabriek te vergroten.

Afgezien van de stilte van elektrische motoren, lijken steengroeven misschien niet zo druk als in de 'piekklinker'-jaren, dankzij de verhoogde opname van aanvullende cementachtige materialen, waaronder gecalcineerde klei, die later in het artikel in meer detail zal worden besproken.

verpletteren
Breekbewerkingen zullen slimmer en efficiënter zijn en profiteren van Industry 4.0-technologie om energie te besparen en de beschikbaarheid te maximaliseren.Door machine learning gestuurde vision-systemen helpen verstoppingen te voorkomen, terwijl de nadruk op slijtvaste onderdelen en eenvoudig onderhoud voor minimale uitvaltijd zorgt.

Voorraadbeheer
Efficiënter mengen zorgt voor meer controle over de chemie en efficiënter malen - dus de nadruk in dit deel van de fabriek zal liggen op geavanceerde technologieën voor het visualiseren van voorraden.De apparatuur ziet er misschien hetzelfde uit, maar de kwaliteitscontrole zal enorm worden verfijnd dankzij het gebruik van softwareprogramma's zoals QCX/BlendExpert™ Pile and Mill, die exploitanten van cementfabrieken helpen meer controle te krijgen over hun ruwvoer.3D-modellering en snelle, nauwkeurige analyse bieden het grootst mogelijke inzicht in de samenstelling van de voorraad, waardoor het mengen met minimale inspanning kan worden geoptimaliseerd.Dit alles betekent dat de grondstof wordt voorbereid om het gebruik van SCM's te maximaliseren.

Ruw slijpen
Ruwe maalwerkzaamheden zullen worden toegespitst op verticale walsmolens, die een grotere energie-efficiëntie, hogere productiviteit en hogere beschikbaarheid kunnen bereiken.Bovendien is het regelpotentieel voor VRM's (wanneer de hoofdaandrijving is uitgerust met een VFD) veel beter dan voor kogelmolens of zelfs hydraulische rollenpersen.Dit maakt een grotere mate van optimalisatie mogelijk, wat op zijn beurt de stabiliteit van de oven verbetert en een toenemend gebruik van alternatieve brandstoffen en het gebruik van meer diverse grondstoffen mogelijk maakt.

Pyroprocess
De grootste veranderingen aan de plant zullen te zien zijn in de oven.Ten eerste zal er minder klinker worden geproduceerd in verhouding tot de cementproductie, en in toenemende mate vervangen door SCM's.Ten tweede zal de brandstofsamenstelling blijven evolueren, gebruikmakend van geavanceerde branders en andere verbrandingstechnologieën om een ​​mix van alternatieve brandstoffen mee te stoken, waaronder afvalproducten, biomassa, nieuw ontwikkelde brandstoffen uit afvalstromen, zuurstofverrijking (zogenaamde oxyfuel injectie) en zelfs waterstof.Precisiedosering maakt een zorgvuldige ovencontrole mogelijk om de kwaliteit van de klinker te maximaliseren, terwijl oplossingen zoals het HOTDISC®-verbrandingsapparaat het mogelijk maken een breed scala aan brandstoffen te gebruiken.Het is vermeldenswaard dat 100% vervanging van fossiele brandstoffen mogelijk is met bestaande technologieën, maar het kan nog een decennium of langer duren voordat de afvalstromen de vraag hebben ingehaald.Daarnaast zal de groene cementfabriek van de toekomst moeten nadenken over hoe groen deze alternatieve brandstoffen eigenlijk zijn.

Restwarmte zal ook worden gebruikt, niet alleen in het pyroproces, maar ook in andere delen van de fabriek, bijvoorbeeld om heetgasgeneratoren te vervangen.Restwarmte van het productieproces van klinkers wordt opgevangen en gebruikt om de resterende energiebehoefte van de fabriek te compenseren.

Bron: World Cement, gepubliceerd door David Bizley, redacteur


Posttijd: 22 april-2022