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Zusammenfassung und SchlussfolgerungenDie vorliegende Arbeit leistet einen Beitrag zur Verbesserung von Prozessführungssystemen in komplexen verfahrenstechnischen Anlagen. Die am Modell theoretisch gewonnenen Erkenntnisse und Algorithmen wurden mit Hilfe einer Kugelmahl-Sicht-Anlage überprüft und erprobt. Die beschriebenen und einer Lösung zugeführten Probleme dieser Arbeit entstammen aus der Praxis, zum Betreiben von Kreislaufmahlanlagen, gestellten Fragen. Folgende inhaltlichen Schwerpunkte kennzeichnen diese Arbeit: In Kapitel 1 wird beschrieben, welche Vorgehensweise bei der Aufbereitung des Aufgabegutes anzuwenden war und wie die Probenahme als auch die Analyse der Proben durchgeführt wurden. In Kapitel 2 wird mit Hilfe der KARSDORFER Kugelmühle und mit der Kugelmahl-Sicht-Anlage der BOND’sche Arbeitsindex bestimmt. Dabei werden verschiedene Berechnungsansätze aus der Literatur verwendet und beurteilt. Die experimentellen Untersuchungen an einer ausgewählten Mahlanlage werden in Kapitel 3 vorgestellt. Sie dienen zur Bilanzierung selbiger mit dem Ziel der Ermittlung von Masseströmen, Partikelgrößenverteilungen und des Energieverbrauches. Die Konzeption und die Entwicklung eines dynamischen Modells der untersuchten Zementmahlanlage schließt sich in Kapitel 4 an. Dabei werden die unter Kapitel 3 gewonnenen Daten benutzt. Es wird anhand eines Beispiels gezeigt, wie ein Modellobjekt mit der Software erstellt wird und wie mit Hilfe des fertigen Modells Voraussagen getroffen werden können. Folgende Resultate und deduktiven Schlüsse konnten im Rahmen der Arbeit erzielt werden: Es wurde realisiert, dass mit der KARSDORFER Kugelmühle der spezifische Arbeitsindex Wi ermittelt werden kann. Hierbei wurde eine Vorgehensweise angewandt, welche von BOND für den BOND’schen Mahltest erarbeitet wurde. Die erzielten Ergebnisse stimmen mit den Angaben der Literatur überein. Die Bestimmung des Arbeitsindex mit der Kugelmahl-Sicht-Anlage ergibt unter Verwendung angepasster Korrekturfaktoren ein identisches Ergebnis, wobei mit teilweise großen Schwankungen zu rechnen ist. Daraus lässt sich schlussfolgern, dass man den BOND’schen Arbeitsindex sowohl mit der KARSDORFER Kugelmühle, als auch zur überschlägigen Bestimmung, mit der Kugelmahl–Sicht–Anlage ermitteln kann. Unter Hinzuziehung der Software PMP–Compact konnte gezeigt werden, wie die einzelnen Modellobjekte des Mahlkreislaufes unter Verwendung der ermittelten Messdaten erstellt werden können. Es wurden drei komplette Modelle für die Kreislaufmahlung von Zementklinker, Altbeton und Hüttensand entwickelt. Nach dem Vergleich der Partikelgrößenverteilungen der real durchgeführten und simulierten Mahlung zeigte sich, dass eine genaue Übereinstimmung erreicht wird. Weiterhin konnten widerspruchsfreie Durchläufe simuliert werden, welche aus Zeitgründen in der Praxis nicht durchführbar waren. Die Ergebnisse dieser Simulationen fügten sich in das Schema der Versuchsmahlungen ausgezeichnet ein, worin sich einer der wichtigsten Vorteile der Modellierung zeigt die Zeiteinsparung. Da durch die Simulation der spezifische Energieverbrauch berechnet wird, ist es möglich durch Variation des Anlagedurchsatzes, der Sichterdrehzahl und der Mühlenspaltweite einen Kreislaufprozess zu entwickeln, welcher mit einer optimalen Energieeffizienz arbeitet. Hierbei erweist sich als zweiter Vorteil für eine Modellierung, dass die aufzuwendende Energie für eine zu erreichende Produktfeinheit mit Hilfe vorausberechneter Anlageneinstellungen auf das nötigste reduziert werden kann. Um ein stoffunabhängiges Modell zu entwickeln, wäre es notwendig ein Mühlen- und Sichtermodell vorauszusagen. Ein unabhängiges Modell der Mühle zu erstellen, erwies sich als problematisch, da das Zerkleinerungsverhältnis und die Kornanreicherungskurve nur schwer ohne Versuchsdurchläufe zu bestimmen sind. Im Gegensatz dazu lassen sich die Sichtereigenschaften aus der Dichte des zu sichtenden Materials sehr gut ermitteln, wodurch auch eine Voraussage des Sichtermodells durchführbar ist. Mahlanlagen sind von Seiten der Prozessführung komplexe und vor allem energieaufwendige verfahrenstechnische Anlagen. Die Modellierung einer solchen stellt einen Beitrag zur Optimierung der verfahrenstechnischen Stufe der Zerkleinerung dar. Mit gezielten Simulationen können Zeit-, Energie- und Materialaufwand erheblich reduziert werden. Der mathematischen Modellierung muss bezüglich der erreichbaren Präzision und der guten Übereinstimmung mit den in der Realität ablaufenden Vorgängen eine wachsende Aufmerksamkeit geschenkt werden, auch wenn gegenwärtig in den Prozessräumen von Zerkleinerungs- und Klassiermaschinen Mikro- und Makroprozesse noch nicht mit befriedigender Genauigkeit beschrieben werden können. Prognostisch für die künftige Bearbeitung der Problematik sind folgende Aspekte anzuführen: Der durch den BOND–Test errechnete spezifische Arbeitsindex sollte an einer originalen BOND–Mühle bestätigt werden. Weiterhin sollten auf dieser weitere Materialien untersucht werden, um die speziell entwickelte Formel für den BOND–Test so modifizieren zu können, dass sie auch auf die KARSDORFER Kugelmühle anwendbar ist. Da ein stoffunabhängiges Modell für die Simulierung von Mahlprozessen auf der Kugelmahl-Sicht-Anlage angestrebt wird, müssten einige Versuchsreihen mit alleiniger Mahlung - also Durchlaufmahlung ohne Sichtung - durchgeführt werden. Damit würde man genaue Daten über das Zerkleinerungsverhältnis in Abhängigkeit vom Durchsatz, die Kornanreicherung und den Energieverbrauch erhalten. Anhand dieser Werte könnte untersucht werden, ob es möglich ist, eine stoffunabhängige Kornanreicherungskurve zu erstellen. Somit wäre es machbar, mit Hilfe des spezifischen Arbeitsindexes und des Zerkleinerungsverhältnisses ein Modell ohne Versuchsmahlungen zu entwickeln. Literaturverzeichnis[1] HÖFFL, K.: Zerkleinerungs-und Klassiermaschinen; Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie 1985 [2] SCHUBERT, H.: Aufbereitung fester mineralischer Stoffe, Band I; Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie 1987 [3] STARK, J. / WICHT, B.: Anorganische Bindemittel–Zement–Kalk–Spezielle Bindemittel; F.A. Finger Institut für Baustoffkunde 1998 [4] BREY, A.: Mahlbarkeit von Feststoffen; Praktikum „Mechanische Verfahrenstechnik“; Bauhaus-Universität Weimar 1988 [5] STIESS, M.: Mechanische Verfahrenstechnik, Band II; Springer–Verlag 1993 [6] GRAINSOFT: PMP-Compact Die Software für die mechanische Verfahrenstechnik; Benutzerhandbuch; GRAINsoft GmbH 1998 [7] HSOKAWAW ALPINE AG: Anlagenbeschreibung–Zerkleinerungsanlage; S. 15 - 16 [8] Vorschrift EN 932-1 1996 [9] GRAINSOFT: Fließbilder; S. 3-5; Benutzerhandbuch; GRAINsoft GmbH 1998 [10] ESPIG, D., REINSCH, V.: Die Kornanreicherungskurve – Ein wertvolles Hilfsmittel für die Partikeltechnologie; Freib. Forsch. – H. 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R .....................................................9 Abb. 32: Berechnete
Kornanreicherungskurve..........................................................62 Zyklon) ...............................................................................................................77 Abb. 48: Trennkorngröße in Abhängigkeit von der Sichterdrehzahl (Anlage mit Zyklon) ...............................................................................................................77 Abb. 49: Veränderung des Anlagedurchsatzes bei verschiedenen Sichterdrehzalen78 Abb. 50: Vergleich der realen und simulierten Mahlung............................................79 Abb. 51: Komplettes Simulationsspektrum vom Hüttensand.....................................79 Abb. 52: Kornanreicherungskurve Zementklinker .....................................................80 Abb. 53: Trennkorngröße in Abhängigkeit von der Sichterdrehzahl..........................81 Abb. 54: Veränderung des Anlagendurchsatzes bei verschiedenen Sichterdrehzahlen ...........................................................................................................................82 Tabelle 1: Siebreihen
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