Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Cenospheren sind Partikel, die nach der Verbrennung von Steinkohle in der Asche anfallen. Sie sind hohlkugelf\u00f6rmig und weisen eine Dichte von etwa 300 kg\/m\u00b3 auf. Die Cenospheren k\u00f6nnen f\u00fcr verschiedene Zwecke weiterverwendet werden, daher ist ihre Gewinnung sinnvoll. Der wirtschaftliche Erfolg wird vom Aufwand der Gewinnung und dem erzielbaren Marktpreis bestimmt.
\nMit dem Vorhaben sollte eine Technologie untersucht werden, mit der Cenospheren aus Steinkohlenaschen abgetrennt werden k\u00f6nnen. Es ist im Rahmen des Vorhabens zu untersuchen, ob die Technologie in der Praxis anwendbar ist. Eine Anwendung des Verfahrens ist f\u00fcr Australien geplant. Hier existie-ren Kohlekraftwerke, die als Partner f\u00fcr die Cenospherengewinnung in Frage kommen. Bei Anwendbarkeit der Technologie wird ein deutsches Unternehmen f\u00fcr den Einsatz des Verfahrens in Australien sor-gen.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenIm Verantwortungsbereich der FHTW Berlin lag die Untersuchung der Stufen Trockensiebung, Einmaischen bzw. Suspendieren und Schwimm-Sink-Abtrennung. An der Uni Halle-Wittenberg wurden die mathematische Modellbildung und die Rechnungen bearbeitet, sowie experimentelle Untersuchungen zur Partikeleigenschaften der Betriebsproben, des Trocknungsprozesses und zur Analyse der Spurenelemente durchgef\u00fchrt.
\nDie trockene Abtrennung einer Fraktion der Asche, die einen hohen Anteil an Cenospheren enth\u00e4lt, wurde mit Hilfe einer Siebmaschine technischen Ma\u00dfstabs vorgenommen. Die Siebmaschine wurde von der Fa. Henge zur Verf\u00fcgung gestellt. F\u00fcr das Suspendieren wurden in einem kleintechnischen R\u00fchrbeh\u00e4lter unterschiedliche R\u00fchrertypen eingesetzt und das R\u00fchrergebnis visuell eingesch\u00e4tzt. Die Kenndaten wurden f\u00fcr unterschiedliche Drehzahlen registriert. Als wichtigste Trennstufe wurde die Schwimm-Sink-Trennung im Hydrozyklon untersucht. Die Abtrennung der Cenospheren in der Nasstrennstufe wurde alternativ auch mit Hilfe einer Dekantierzentrifuge untersucht.
\nF\u00fcr das mathematische Modell wurden die Bilanzgleichungen f\u00fcr jede Stufe aufgestellt. Die Bilanzen wurden entsprechend des technologischen Schemas des Trennverfahrens miteinander verkn\u00fcpft. Die L\u00f6sung des mathematischen Modells wurde mit Visual Basic for Applications (VBA) in einem Excelblatt programmiert. F\u00fcr die Trennkurven wurden die durch Experimente ermittelten Werte verwendet. Es wurde eine Absch\u00e4tzung f\u00fcr die Trocknungsstufe auf der Basis von Trocknungsversuchen von mit Cenospheren beladenen Aschen durchgef\u00fchrt.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Ausgehend von den Vorgaben f\u00fcr die Einsatzstoffe, wurde eine Technologie gefunden, die zur Abtrennung und Gewinnung von Cenospheren aus Steinkohlenasche geeignet ist. Sie teilt sich in eine trockene Abtrennung von etwa 90% der Asche und eine Nasstrennstufe zur Gewinnung der Cenospheren auf. Die trockene Siebtrennstufe ist eine Einstrangtechnologie. Die Nasstrennstufe wird im Kreislauf gefahren. Sie besteht aus einer Suspendierstufe, der Schwimm-Sink-Trennung mit Hilfe des Hydrozyklons und der Ab-trennung der Fl\u00fcssigkeit durch Str\u00f6mungssiebe. Es wird Wasser f\u00fcr die Nassstufe eingesetzt, das als Restfeuchte und als Transportmedium f\u00fcr das Weiterleiten der Asche verwendet wird. In keinem Produktstrom sind umweltgef\u00e4hrdende Konzentrationen von Reststoffen zu verzeichnen.
\nF\u00fcr die Anpassung der Teilschritte der Technologie sind die \u00f6rtlich vorhandenen Randbedingungen von ausschlaggebender Bedeutung. Die Randbedingungen umfassen insbesondere die Qualit\u00e4t der Asche, die Verwendung der Reststoffe und die Anforderung an die Cenospherenqualit\u00e4t. Bei der trockenen Siebstufe muss durch eine geeignete Auswahl der Siebstufungen auf eine hohe Ausbeute an Cenospheren geachtet werden. Gleichzeitig muss der Anteil an evtl. vorhandener unverbrannter Restkohle mini-miert werden, da dieser Anteil in der Schwimm-Sink-Trennstufe aufgrund der geringen Dichte in der Cenospherenfraktion angereichert wird. Die Siebauswahl setzt f\u00fcr jeden Einsatzfall eine Partikelgr\u00f6\u00dfenanalyse und eine Bestimmung des Restkohlegehaltes in den einzelnen Partikelfraktionen voraus.
\nDie Grundlagen der Dimensionierung sind klargelegt und durch die Experimente abgesichert. Auf der Basis gesicherter Eingangsinformationen kann eine Anlage ausgelegt und errichtet werden.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
Vom Projektpartner Henge-Group wird das Verfahren bei mehreren Betreibern von Kraftwerken in Australien pr\u00e4sentiert. Prof. Kohlmann stellt auf einer Tagung der FHTW die Technologie vor (Workshop FHTW Berlin, Dez. 2004). Eine Kurzinformation soll in einer deutschsprachigen Zeitschrift ver\u00f6ffentlicht werden. Eine umfassendere Ver\u00f6ffentlichung soll erst erfolgen, wenn Versuchsergebnisse aus der Pilotanlage zur Verf\u00fcgung stehen.<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Durch die F\u00f6rderung seitens der DBU konnte eine Technologie entwickelt werden, die durch eine trockene und eine wasserbasierte Trennstufe zur Gewinnung von Cenospheren aus Steinkohlenasche f\u00fchrt. Diese Technologie funktioniert in allen berechneten Stufen. F\u00fcr eine wesentliche Anzahl der Stufen konnte auch der Einzelnachweis der Funktionsf\u00e4higkeit der Stufe erbracht werden. Die komplette Funktionsf\u00e4higkeit wird erst in einer Pilotanlage nachweisbar sein. Diese Pilotanlage muss an die spezifischen Bedingungen des Einsatzfalles angepasst werden.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Zielsetzung und Anlass des Vorhabens Cenospheren sind Partikel, die nach der Verbrennung von Steinkohle in der Asche anfallen. Sie sind hohlkugelf\u00f6rmig und weisen eine Dichte von etwa 300 kg\/m\u00b3 auf. Die Cenospheren k\u00f6nnen f\u00fcr verschiedene Zwecke weiterverwendet werden, daher ist ihre Gewinnung sinnvoll. Der wirtschaftliche Erfolg wird vom Aufwand der Gewinnung und dem erzielbaren Marktpreis […]<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"template":"","meta":{"footnotes":""},"categories":[],"tags":[47,51,69,52,53],"class_list":["post-23450","projektdatenbank","type-projektdatenbank","status-publish","hentry","tag-klimaschutz","tag-ressourcenschonung","tag-sachsen-anhalt","tag-umweltforschung","tag-umwelttechnik"],"meta_box":{"dbu_projektdatenbank_az_ges":"21510\/01","dbu_projektdatenbank_medien":"","dbu_projektdatenbank_pdfdatei":"A-21510.pdf","dbu_projektdatenbank_bsumme":"91.360,00","dbu_projektdatenbank_firma":"Martin-Luther-Universit\u00e4t Halle-WittenbergFachbereich Ingenieurwissenschaften","dbu_projektdatenbank_strasse":".","dbu_projektdatenbank_plz_str":"06099","dbu_projektdatenbank_ort_str":"Halle","dbu_projektdatenbank_p_von":"2003-12-03 00:00:00","dbu_projektdatenbank_p_bis":"2005-06-03 00:00:00","dbu_projektdatenbank_laufzeit":"1 Jahr und 6 Monate","dbu_projektdatenbank_telefon":"03461\/462879","dbu_projektdatenbank_inet":"","dbu_projektdatenbank_bundesland":"Sachsen-Anhalt","dbu_projektdatenbank_foerderber":"68","dbu_projektdatenbank_ab_bericht":"","dbu_projektdatenbank_ist_nachbewilligung_von":"","dbu_projektdatenbank_hat_nachbewilligung":"","dbu_headerimage_cover":"","dbu_submenu":"","dbu_submenu_position":"","dbu_submenu_entry":[]},"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/projektdatenbank\/23450","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/projektdatenbank"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/types\/projektdatenbank"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/projektdatenbank\/23450\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":36453,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/projektdatenbank\/23450\/revisions\/36453"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=23450"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=23450"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=23450"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}