セメント製造の革新：持続可能で循環型のエネルギーシステムに向けて

Unofficial AI-generated summary based on the public title and abstract. Not an official translation.

🔬研究者:Provides empirical plant-trial data on alternative fuel blending that can inform larger-scale decarbonization studies in energy-intensive industries.

🏢実務担当者:Cement producers can apply the optimal blend ratio and DoE methodology to reduce fuel costs and emissions without compromising clinker quality.

🏛政策担当者:Supports policies promoting waste-to-energy valorization and circular economy as part of industrial decarbonization.

セメント産業は、石炭が主要燃料であるロータリーキルン燃焼におけるエネルギー集約型セクターである。世界的な石炭価格の最大200%もの高騰と、脱炭素化への圧力の強まりが生じており、そのため持続可能な代替燃料への移行が必要となった。本研究は、廃タイヤ熱分解生成物であるカーボンラバーの代替燃料としての最適化を調査したものである。目的は、ロータリーキルンシステムにおいて石炭およびバイオマスと混合した際の相乗効果を評価することである。本研究は、産業用ゴム廃棄物を高価値の熱エネルギーへと価値転換することにより、循環型経済を促進することを目的とした。本研究では、実験計画法（DoE）アプローチを適用し、混合計画とANOVA分析も併用して、多様な燃料組成がキルン運転性能に及ぼす影響を評価した。実際のプラント試験は通常条件下で実施され、燃料消費量、エネルギー性能、およびクリンカ品質を対象とした。検討の結果、カーボンラバーの割合を増加させることで、熱代替率（TSR）が12%向上し、比熱エネルギー消費量（STEC）が14%削減され、キルン供給速度を損なうことなく17%の燃料コスト削減を達成したことが示された。最適組成は、石炭78%、バイオマス18%、カーボンラバー4%でそれぞれ特定された。クリンカ分析により、焼成度、遊離石灰含有量、および石灰飽和率（LSF）が標準範囲内に留まることが確認された。したがって、カーボンラバーはセメントキルンにおいて持続可能な代替燃料として効果的に統合され得ると結論付けられる。

AI 翻訳（deepseek-v4-flash）。 正確を期す場合は下の原文を参照してください。

The cement industry is an energy-intensive sector in rotary kiln combustion where coal is the primary fuel. There has been an extreme global coal price increase up to 200% and intensifying decarbonization pressures, hence this necessitated a transition to sustainable alternative fuels. This study investigated the optimization of carbon rubber, waste tire pyrolysis product, as an alternative fuel. The aim is to evaluate synergistic performance when blended with coal and biomass in the rotary kiln system. The research was aimed to promote a circular economy by valorizing industrial rubber waste into high value thermal energy. This research applied the Design of Experiment (DoE) approach, wirh a mixture design and ANOVA analysis as well, employed to evaluate the effects of varying fuel compositions on kiln operational performance. The actual plant trials were obtained under the normal conditions, encompassed fuel consumption, energy performance, and clinker quality. Upon examination, the results indicate that increasing the carbon rubber fraction improved the Thermal Substitution Rate (TSR) by 12%, reduced Specific Thermal Energy Consumption (STEC) by 14%, and achieved to 17% fuel cost savings without compromising kiln feed rate. The optimal composition was identified at 78% of coal, 18% of biomass, and 4% of carbon rubber respectively. The clinker analysis was found to confirm that calcination degree, free lime content, and Lime Saturation Factor (LSF) remained in the standard limits. Hence, it can be drawn that carbon rubber can be effectively integrated as a sustainable alternative fuel in cement kilns.

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