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Druckluft in der Zementindustrie

Die Baubranche wächst jährlich und mit ihr die Verwendung von Zement, Gips und Beton. Diese unverzichtbaren Baustoffe werden überwiegend aus natürlichen Ressourcen, wie zum Beispiel Kalkstein, gewonnen. In groben Brocken werden diese zur weiteren Verarbeitung transportiert. Erst durch Vorgänge wie das Zerkleinern, Mahlen und Brennen werden sie vom groben Gestein zu Pulver verarbeitet. Beim Brennen wird das gemahlene Pulver so weit erhitzt, dass es schmilzt und sich zu kleinen Brocken, dem Klinker zusammenschließt. Dieser Klinker ist bereits hochhygroskopisch und wird durch einen weiteren Mahlvorgang in der riesigen Kugelmühle erst zum feinen Zement.

Oft gibt man noch andere Stoffe hinzu, um bestimmte Eigenschaften zu erzeugen und so die Einsatzbereiche in der Baubranche bedienen zu können. Danach wird das feine Pulver entweder verpackt und verschickt, oder in Silos gegeben, damit es für den direkten Einsatz in Fahrmischer geladen werden kann.

Feuchtigkeit als besondere Herausforderung

Bei all diesen Prozessen werden in der rauen, staubigen Umgebung häufig pneumatisch betriebene Maschinen, Gebläse oder Förderungen mit Druckluft betrieben. Die Feuchtigkeit aus der Umgebungsluft oder produktionsbedingte Wasser- oder Öldämpfe stellen hierbei eine besondere Herausforderung dar. Sie sorgen für das Erhärten und Verklumpen des Zementpulvers oder des Klinkers und können Leitungen verstopfen und den Zement selbst unbrauchbar machen. Da die Feuchtigkeit aus der Umgebungsluft und produktionsbedingter Wasser- oder Öldampf das extrem feuchtigkeitsbindende Pulver verklumpen und erhärten lassen, müssen sowohl für den Einsatz von Maschinen als auch der Lagerung oder Förderung besondere Anforderungen an Umgebungsluft und Druckluftqualität gestellt werden.

Anforderungen an die Druckluftqualität

So müssen pneumatische Antriebe, sowie Förderluft oder Prozessluft während der Produktion, beim Verladen oder Umlagern besonders trocken und frei von Feuchtigkeit und Öldampf sein. Andernfalls bilden sich Ablagerungen an Maschinen und in Leitungen. Ventile, Zylinder, optische Überwachungssysteme an Öfen und Silos verkleben, setzen sich zu und können so die Produktion verzögern, zu Verschleiß und Reparaturen führen und im schlimmsten Fall die Anlage stillstehen lassen.

Die Stationen zwischen Kugelmühle und Silo werden, je nach Art der Produktionsanlage, an verschiedenen Stellen durch Druckluft gereinigt oder mit entsprechenden Chemikalien besprüht, die das Verklumpen und Aushärten verhindern.

Der VDMA bietet mit seinen Einheitsblättern wichtige Angaben zur Druckluftqualität für verschiedene Branchen. Er definiert für die Zementindustrie, bezogen auf das Enthalten von Partikeln, die Qualitätsklasse 4-7. Bezogen auf die Feuchtigkeit (dampfförmig) bei einer Temperatur über 10°C die Klasse 4, unterhalb 10°C die Klasse 2-3 und hinsichtlich des Gesamtölgehaltes die Klasse 4. Diese Klassen betreffen sowohl Steuerluft (z.b. bei pneumatischen Antrieben), als auch Förderluft (z.B. beim Befördern, Kühlen oder Lagern).

*Quelle VDMA Einheitsblatt 15390-1

Anwendungen

Beförderung

Je nach Größe der genutzten Rohstoffe werden mit Druckluft betriebene Leitungen zur Beförderung des Materials genutzt. Je trockener und pulverförmiger das Material ist, umso trockener muss auch die genutzte Druckluft sein, damit das feuchtigkeitsbindende Pulver sich nicht an Leitungswänden, Verbindungen oder in Ventilen festsetzt und sie blockiert. Gerade bei Außenleitungen ist es notwendig, die Temperaturschwankungen und die damit verbundene Kondensatentwicklung zu kontrollieren und auszugleichen, damit die Produktion störungsfrei verlaufen kann.

Lagerung

Das fertig verarbeitete hochhygroskopische Pulver wird in mit Gebläsen gekühlten Räumen gelagert. Hierfür ist es unbedingt erforderlich, dass Öldämpfe und Feuchtigkeit aus der angesaugten Umgebungsluft gefiltert und nur absolut trockene und kondensatfreie Luft eingeblasen wird, damit das Pulver homogen bleibt und nicht verklumpt oder aushärtet. Wird das Pulver in weitere Silos verbracht, beispielsweise bevor es zu Beton weiterverarbeitet wird, muss es über in sich geschlossene und mit trockener Druckluft betriebene Systeme in einen Tankwagen und vom entsprechenden Tankwagen in ein Silo gepumpt werden. Dabei darf keine feuchte Außenluft an den Zement gelangen.

Reinigung

Das hygroskopische Pulver wird in seiner Bearbeitung durch verschiedene Stationen befördert. Hierbei kann es vor allen an Stellen, an denen sich das Produkt auflagert, also viel davon für eine gewisse Zeit liegen bleibt, zu Ablagerungen kommen, die regelmäßig entfernt werden müssen. Dies geschieht durch Druckluftstöße, die automatisiert nach einer bestimmten Zeit oder einem bestimmten Vorgang stattfinden, um Verklebungen und Materialverlust zu verhindern. Hierbei muss die Luft zwingend frei von Feuchtigkeit und Öl und somit sehr trocken ein, um keine Grundlage für Ablagerungen zu bilden. Sämtliche Verarbeitungsstationen, die nach dem Drehofen folgen, müssen zwingend sehr trockene und ölfreie Luft nutzen.

Referenzen

Anwendungsbericht und Fallbeispiele

Druckluftaufbereitung in der Zementproduktion

Seit 1967 stellt Ghacem in Ghana Zement her und nutzt für den Herstellungsprozess durch unseren DRYPOINT RA aufbereitete und getrocknete Druckluft. Als Förderluft für die benötigten Rohstoffe und als Steuerluft für Pumpen und Kontrollsysteme der Maschinen.

Drucklufttrocknung in der Gipsaufbereitung

Feuchtigkeit ist der größte Feind der 432 Gewebefilterschläuche im Wirbelschicht-Ofen 7 der Remondis Production GmbH am Lippewerk im westfälischen Lünen. Er dient dem Kalzinieren von Gips – einem naturgemäß äußerst hydrophilen Material.

Pfropfenförderung für die Kalkproduktion

Das Unternehmen H. Oetelshofen GmbH & Co. KG transportiert Kalksteinmehl mittels Förderluft in ihrem Werk durch Rohrleitungen. Die durch einen EVERDRY Adsorptionstrockner getrocknete Luft beugt dabei Verklumpung in der Leitung vor.

Fallstudie: Druckluft in der Keramikindustrie

Optimale Spülluft und Prozessluft Ein großer Marktführer in der Keramikindustrie passt seine Druckluftaufbereitung an die hohen Prozessanforderungen an.

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