TY - BOOK

T1 - Evaluierung ausgewählter passiver Staubreduktionsmaßnahmen beim Schüttgutumschlag an fördertechnischen Anlagen

AU - Grübler, Christoph

N1 - nicht gesperrt

PY - 2020

Y1 - 2020

N2 - Diese Arbeit befasst sich mit diffusen Staubemissionen beim Schüttgutumschlag und deren möglichen Reduktion. Ausgewählte passive Maßnahmen wurden mittels Modellversuch, Feldtests und gekoppelter DEM-CFD Simulation evaluiert. Als Beispiele dienten eine Übergabestation zwischen zwei Gurtförderern, sowie die Tiefbunkerbefüllung mittels LKW beziehungsweise Eisenbahnwaggonentleerung. Simulationen unterstützten die Entwicklung von Verbesserungsvorschlägen, wobei vorab unterschiedliche Ansätze verglichen wurden. Zweiwegegekoppelte DEM-CFD Simulationen basierend auf dem Discrete Phase Model lieferten nur unbefriedigende Ergebnisse wohingegen sich eine Vorabbeurteilung der induzierten Luftbewegungen anhand der einwegegekoppelten Lattice Boltzmann Methode als nützlich erwies. Ferner wurde ein zweiwegegekoppelter Ansatz inklusive der Implementierung von hochskalierten Staubpartikeln für Simulationen von Anlagen im Realmaßstab entwickelt. Für diesen Ansatz der "Discrete Dust Particles'' (DDP) wurde zudem ein eigener Kalibrierungsprozess konzipiert, um quantitative Aussagen über etwaige Verbesserungen hinsichtlich Staubreduktion treffen zu können. Sämtliche Simulationen wurden mit Rocky DEM, EDEM und ANSYS Fluent durchgeführt. Laborversuche an einem 1:4 Modell des Tiefbunker zeigten eine Staubreduktion von rund 90% durch Materialklappen und Luftleitbleche. Letztere erwiesen zudem auch im Feldtest eine beachtliche Reduktion der Staubbelastung. Darüber hinaus konnte in Felduntersuchungen an der Übergabestation die erwartete Staubreduktion durch die Implementierung einer Ablenkschurre und eines Aufgabelöffels nicht verifiziert werden. Begründet wird dies durch massiven Verschleiß der Einbauten und die daraus resultierende kurze Testdauer. Diese Forschung wurde vom Research Fund for Coal and Steel (RFCS) der Europäischen Union (grant agreement number: RFSR-CT-2015-00027) gefördert.

AB - Diese Arbeit befasst sich mit diffusen Staubemissionen beim Schüttgutumschlag und deren möglichen Reduktion. Ausgewählte passive Maßnahmen wurden mittels Modellversuch, Feldtests und gekoppelter DEM-CFD Simulation evaluiert. Als Beispiele dienten eine Übergabestation zwischen zwei Gurtförderern, sowie die Tiefbunkerbefüllung mittels LKW beziehungsweise Eisenbahnwaggonentleerung. Simulationen unterstützten die Entwicklung von Verbesserungsvorschlägen, wobei vorab unterschiedliche Ansätze verglichen wurden. Zweiwegegekoppelte DEM-CFD Simulationen basierend auf dem Discrete Phase Model lieferten nur unbefriedigende Ergebnisse wohingegen sich eine Vorabbeurteilung der induzierten Luftbewegungen anhand der einwegegekoppelten Lattice Boltzmann Methode als nützlich erwies. Ferner wurde ein zweiwegegekoppelter Ansatz inklusive der Implementierung von hochskalierten Staubpartikeln für Simulationen von Anlagen im Realmaßstab entwickelt. Für diesen Ansatz der "Discrete Dust Particles'' (DDP) wurde zudem ein eigener Kalibrierungsprozess konzipiert, um quantitative Aussagen über etwaige Verbesserungen hinsichtlich Staubreduktion treffen zu können. Sämtliche Simulationen wurden mit Rocky DEM, EDEM und ANSYS Fluent durchgeführt. Laborversuche an einem 1:4 Modell des Tiefbunker zeigten eine Staubreduktion von rund 90% durch Materialklappen und Luftleitbleche. Letztere erwiesen zudem auch im Feldtest eine beachtliche Reduktion der Staubbelastung. Darüber hinaus konnte in Felduntersuchungen an der Übergabestation die erwartete Staubreduktion durch die Implementierung einer Ablenkschurre und eines Aufgabelöffels nicht verifiziert werden. Begründet wird dies durch massiven Verschleiß der Einbauten und die daraus resultierende kurze Testdauer. Diese Forschung wurde vom Research Fund for Coal and Steel (RFCS) der Europäischen Union (grant agreement number: RFSR-CT-2015-00027) gefördert.

KW - DEM-CFD

KW - Schüttguttransport

KW - Staubsimulation

KW - Staubvermeidung

KW - Übergabestelle

KW - Tiefbunker

KW - Schurre

KW - DEM-CFD

KW - bulk material transport

KW - dust simulation

KW - dust prevention

KW - bunker

KW - transfer station

KW - chute DEM-CFD

KW - Schüttguttransport

KW - Staubsimulation

KW - Staubvermeidung

KW - Übergabestelle

KW - Tiefbunker

KW - Schurre

M3 - Dissertation

ER -