Das von der Industrie geförderte Forschungsvorhaben unterteilt sich in den folgenden Teilschritten:

Prozessanalyse/ Modellbildung

Eine detaillierte Analyse des konventionellen Zementherstellungsprozesses bildet die Basis für alle weiteren Schritte zur Anpassung des Prozesses an die Oxyfuel-Technologie. Die Analyse hat das Ziel, ein realistisches Prozessmodell, z. B. in AspenPlus^®, zu erstellen. Mit dem für eine typische Anlagengröße erstellten Modell ist dann eine stoffliche und energetische Bilanzierung des konventionellen Zementherstellungsprozesses möglich. Die gewonnenen Daten sollen mit den Daten realer Anlagen validiert werden. Mit Hilfe des erstellten Simulationsmodells werden die wesent­lichen Einflussparameter auf die CO₂- und die Energiebilanz des Gesamtprozesses bestimmt.

Konzeptentwurf auf der Basis der Oxyfuel-Technologie

In einem ersten Entwurf wird die Wärmebereitstellung für den Klinkerherstellungsprozess auf Oxyfuel-Bedingungen umgestellt. Dafür sind unter Wahrung aller typischen Prozessparameter eine Luftzerlegungsanlage und eine Rauchgasrückführung zu ergänzen. Daraus lässt sich bei ansonsten unveränderter Anlagenkonfiguration erkennen, ob und an welcher Stelle des nur leicht modifizierten Prozesses die Abgasqualität die Anforderungen für eine ausreichend hohe CO₂-Abtrennrate erfüllt. Dieses erste Simulationsmodell dient als Basis für die weitere energetische Optimierung des Zementherstellungsprozesses mit Oxyfuel-Technologie mit Anpassungen an eine maximale CO₂-Abtrennrate bei entsprechender CO₂-Reinheit.

Bewertung des neu erstellten Konzepts für eine CO₂-arme Zementherstellung

Der als realisierbar eingeschätzte Konzeptentwurf wird abschließend hinsichtlich seiner zusätzlichen Kosten für die CO₂-Abtrenung und für die Anlagentechnik sowie auf sein Betriebsverhalten (An- und Abfahren, evtl. Laständerungen) mittels des Simulationsmodells untersucht.

Anwendung eines Post-Combustion Prozesses mit chemischem Lösungsmittel auf den Zementherstellungsprozess zur CO₂-Abtrennung und Vergleich desselben mit dem Oxyfuel-Prozess

Zum Vergleich mit dem Oxyfuel-Prozess soll auch ein Post-Combustion Prozess mit einem chemischen Lösungsmittel zur CO₂-Abscheidung beim Zement­her­stellungsprozess betrachtet und simuliert werd. Die ermittelten Kennzahlen sollen einen energetischen Vergleich mit dem Oxyfuel-Prozess und eine überschlägige Dimensionierung des CO₂-Abtrennungsprozesses ermöglichen.