Evaluierung ausgewählter passiver Staubreduktionsmaßnahmen beim Schüttgutumschlag an fördertechnischen Anlagen

Christoph Grübler

    Publikation: Thesis / Studienabschlussarbeiten und HabilitationsschriftenDissertation

    Abstract

    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.
    Titel in ÜbersetzungEvaluation of passive dust reducing measures at bulk material handling on conveying equipment
    OriginalspracheDeutsch
    QualifikationDr.mont.
    Gradverleihende Hochschule
    • Montanuniversität
    Betreuer/-in / Berater/-in
    • Leitner, Martin, Beurteiler B (intern)
    • Kessler, Franz, Beurteiler A (intern)
    PublikationsstatusVeröffentlicht - 2020

    Bibliographische Notiz

    nicht gesperrt

    Schlagwörter

    • DEM-CFD
    • Schüttguttransport
    • Staubsimulation
    • Staubvermeidung
    • Übergabestelle
    • Tiefbunker
    • Schurre

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