Untersuchung von Mischung und Schürung auf Rostsystemen

Projektnummer 294

Ziel dieses Forschungsprojekts ist die experimentelle und numerische Untersuchung der Mischungs- und Transportvorgänge granularer Medien auf unterschiedlichen Rostsystemen, die Aufklärung von deren Wirkungsweise sowie die Untersuchung des Einflusses von Stoff- und Anlagenparametern.

Da es sich, aufgrund des verteilten Anfalls von biogenen granularen Brennstoffen, meist um vergleichsweise kleine und dezentrale Anlagen handelt, die häufig von KMU's erstellt, gewartet und betrieben werden, ist vor allem im mittelständischen Bereich ein entsprechender Nutzen zu erwarten.

Durch die Möglichkeit quantitative Aussagen über die Abhängigkeit der Mischungsraten, Lückengrade, effektive Massen- und (Fest-)Stoffdiffusion von der Geometrie und den Betriebsparametern von Rostsystemen zu gewinnen, werden die Möglichkeiten zum Betrieb von Rostsystemen erweitert und damit ein Beitrag zur Erhaltung der Konkurrenzfähigkeit geleistet. Weiterhin sollen die Betreiber von Rostsystemen mit Hilfe überprüfter Werkzeuge in die Lage versetzt werden, die Betriebsparameter zielgerichtet zur Prozessoptimierung einzustellen und somit die bisher kostenintensiven empirisch gesteuerten Maßnahmen zu vermindern.

Als Werkzeug zur Erreichung dieser Ziele wird die Diskrete Elemente Methode (DEM) als eine Technik zur Modellierung granularer Systeme eingesetzt. Das Verfahren basiert darauf, jedes einzelne Partikel in einem Partikelsystem und seine Wechselwirkung mit der Umgebung über die Zeit kontinuierlich zu verfolgen. Die Diskrete Elemente Methode ist damit in der Lage, detaillierte Informationen über die Position, die Lage sowie die translatorische und rotatorische Geschwindigkeit eines jeden einzelnen Partikels zu liefern. Am Lehrstuhl für Energieanlagen und Energieprozesstechnik (LEAT) wurde in den letzten Jahren solch ein dreidimensionales parallelisiertes DEM-Berechnungsverfahren für große Partikelzahlen und komplex bewegte Wände entwickelt. Die Rechnungen werden anhand experimenteller Untersuchungen verifiziert.

Das Projekt wird unter der Fördernummer 15061 N aus Mitteln des deutschen Bundesministeriums für Wirtschaft über die Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen e. V. (AiF) gefördert. Das Vorhaben wird von Dezember 2006 bis September 2009 am Lehrstuhl für Energieanlagen und Energieprozesstechnik der Ruhr-Universität Bochum bearbeitet. Seitens VGB wird es durch die Arbeitskreise "Biomasse" und "Thermische Abfallverwertung" fachlich begleitet.