In Deutschland gelten für die Industrie Grenzwerte für Schadstoffe in Abgasen. Bisher gab es höhere Grenzen, wenn die Schadstoffe bereits in den verarbeiteten Rohstoffen enthalten waren. Das galt beispielsweise für Zementwerke. Holcim hat sich mit dem Projekt KAREm dafür entschieden, die Abgasreinigung so weiterzuentwickeln, dass diese Ausnahmeregelung künftig nicht mehr in Anspruch genommen werden muss. Der Projektname KAREm steht für „Keine Ausnahmen für rohmaterialbedingte Emissionen.“
Abgasreinigung ist energieintensiv
In der Zementindustrie erfolgt Abgasreinigung üblicherweise über thermische Verfahren, die zusätzliche Energie benötigen. In Dotternhausen zeigt sich, dass mit einer speziellen Oxidationskatalysatoranlage eine effizientere, standortintegrierte Lösung möglich ist. Für die Reduktion der Stickoxide wird eine SCR (Selective Catalytic Reduction) verwendet. Neben Stickoxiden werden in der Anlage auch flüchtige organische Verbindungen und Kohlenmonoxid katalytisch umgesetzt (RCO, Regenerative Catalytic Oxidation). Der katalytische Prozess benötigt nicht die 850 °C Hitze einer Erdgasverbrennung, sondern kommt mit rund 300 °C aus. Diese Temperatur steht in Dotternhausen als Abwärme vom Drehrohrofen zur Verfügung.
Georg Lechner vom Anlagenhersteller Scheuch erläutert die günstigen Voraussetzungen für diesen Ansatz in Dotternhausen: „Das Rohmaterial aus dem Steinbruch Plettenberg enthält nur geringe Mengen an Stoffen wie Schwefel, die die katalytischen Prozesse beeinträchtigen würden. Außerdem ist das Rohmaterial relativ trocken, sodass die Abwärme des Ofens für die Katalysatoren der Abgasreinigung zur Verfügung steht. Bei feuchterem Kalk wird die Energie vor allem für die Trocknung des Rohmaterials verwendet.“
Herausfordernde Baustelle
Nach mehrjähriger Planung durch Holcim und den Anlagenbauer Scheuch wurden für die KAREm-Anlage zunächst alte Werksgebäude abgerissen, die nicht mehr benötigt wurden. Teile des zukünftigen Anlagenstandorts waren unterkellert, und es mussten zusätzliche Stützpfeiler eingebaut werden. Insgesamt werden um die 2.000 Tonnen Stahl in der Anlage verbaut. Verschiedene Liebherr-Krane bis zu 400 Tonnen Traglast kommen im Rahmen des Stahl- und Anlagebaus zum Einsatz.
Zentimeterarbeit mit 33 Tonnen
Der spektakulärste Hub war der Einbau zweier Rohrleitungen mit bis zu 38 Meter Länge und 2 Meter Durchmesser. Zum Einsatz kam der Liebherr-Mobilkran LTM 1650-8.1 von Wiesbauer aus Bietigheim. Projektleiter David Neher erklärt: „Der 700-Tonnen-Kran war mit 155 Tonnen Ballast und 42 Meter Wippspitze konfiguriert, um die je 33 Tonnen schweren Rohre auf 30 Meter Höhe bei 39 Meter Ausladung in die Anlage zu heben.“ Dabei war besonderes Fingerspitzengefühl gefordert, wie Kranfahrer Ralf Hoffmann erläutert: „Die beiden Rohre mussten auf einer Seite unter eine existierende Rohrleitung eingefädelt werden. Bei den Anschlagseilen waren dann nur noch ein paar Zentimeter Platz. Beim Einhub durfte das zweite, parallel zum ersten verlaufende Rohr natürlich nicht mit dem bereits montierten kollidieren. Mit der präzisen LICCON-Steuerung und professioneller Einweisung durch meinen Kollegen Jannik Weigle hat das aber trotz Wind gut geklappt.“
Warum die Rohre so dick sind? „Je dicker die Leitungen, desto geringer der Strömungswiderstand, und desto weniger Leistung ist nötig, um das Abgas durch die Leitung zu pumpen“, so Michael Obermailänder, Projektleiter von Holcim. Auch hier ist also alles auf Energiesparsamkeit ausgerichtet.
Vorhandene Prozesswärme genutzt
Das Verfahren kombiniert katalysatorbasierte Abgasreinigung mit der Nutzung vorhandener Prozesswärme. Dabei kommt das System ohne externe Brennstoffe und die damit einhergehenden CO2-Emissionen aus. Außerdem wird der Kühlwasserbedarf des Werks reduziert, und es werden für umliegende Gemeinden Strom und Fernwärme erzeugt. Obermailänder resümiert:
