Institutsausstattung der Agglomerations- und Naturstoffverfahrenstechnik
Inhalt
- Zerkleinerungstechnik
- Agglomerationstechnik
- Trocknungstechnik
- Verbrennungstechnik
- Mischtechnik
- Extraktionstechnik
- Bestimmung der Agglomeratqualität
- Verkokungsverhalten und Thermostabilität
Zerkleinerungstechnik
- Walzenbrecher
- Backenbrecher
- Rotorschere
- Schneidmühle
- Hammermühle Takraf
- Prallmühlen
- Kolloidmühle
- Zweistrom-Prallmühle Fa. Mühlenbau Nossen
- Scheibenschwingmühle
- Rohrschwingmühle
- Doppelschneckenextruder
- Expander-Extruder Fa. Kahl Typ
- Doppelwalzenstuhl
Agglomerationstechnik
- Hydraulische Stempelpressen (bis 400 kN)
- Formkanalstempelpresse
- Walzenpressen Humboldt
- Flachmatrizenpresse Fa. Kahl Typ 14-175
- Ringmatrizenpresse Fa. Münch Typ
- Exzenterpelletpresse Fa. Auerbach
- Pelletierteller
Trocknungstechnik
- Diverse Trockenschränke
- Vakuumtrockenschrank
- Wirbelschichttrockner
- Labortrockenröhre
- Dreibandtrockner Riehla Typ
- Labormikrowellenofen
Verbrennungstechnik
- Dauerbrandofen
- Küchenheizherd
- Pellet-Kaminofen
- Standard-Kaminofen
- Pellet-Zentralheizungskessel
- Entstaubungsversuchsanlage
- Messtechnik zur Erfassung von Staub, CO2, O2, CO, TOC, SO2, NOx
Mischtechnik
- Intensivmischer Fa. Eirich R08W
- Intensivmischer Fa. Eirich, Typ EL1, R02, RV02
- Beheizbare Knetmischer in verschiedenen Größen
- Pflugscharmischer Fa. Lödige Typ
- Doppelschneckenextruder
Extraktionstechnik
- Bandextraktor zur Perkolationsextraktion
- Labor-Perkolationsextraktionsanlage
- Immersionsextraktion für bis zu 50 l
- Polyvalente Hochdruckextraktionsanlage
Bestimmung der Agglomeratqualität
- Taumelkasten
- Drehzylinderprüfapparatur
- Abriebtrommel IfB
- Härteprüfgerät
- Universalprüfmaschinen mit Maximalkraft von 3 kN, 50 kN und 500 kN
- Prüfstand zur Ermittlung der Sturzfestigkeit von Agglomeraten und Koksen nach ISO 616
- Klimaprüfschrank
- Quecksilberporosimeter
- BET-Analysator
- Stereomikroskope
Verkokungsverhalten und Thermostabilität
- Versuchsstand zur Warmlagerung von Schüttgütern - Selbstentzündungstemperatur
- Prüfofen zur Bestimmung der Thermostabilität von Briketts
- Labormikrowellenofen
- Verkokungsretorten
- Veraschungsmuffelofen
- Labordrehrohrofen
- Prüfofen zur Ermittlung der Thermobeständigkeit unter inerter/reduzierender Atmosphäre
Für Zerkleinerungsuntersuchungen steht eine Hammermühle der Fa. Takraf zur Verfügung. Zur Begrenzung des Überkorns können austauschbare Roste eingesetzt werden. Die Mühlendrehzahl kann mittels Gleichstrommotor mit Thyristorsteuerung geregelt werden. Die Nenndrehzahl liegt bei 1800 min-1.
Die obere Korngröße des eingesetzten Materials ist auf 200 mm Durchmesser beschränkt. Je nach Ausgangsmaterial, eingesetzten Rosten und gewünschter Ausgangsfeinheit können Durchsätze bis 250 kg/h erreicht werden.
Das Mischprinzip im Eirich-Intensivmischer basiert auf 3 Komponenten:
- Der drehende Mischbehälter, der das Mischgut in den Bereich der Mischwerkzeuge fördert.
- Ein oder mehrere exzentrisch angeordnete Mischwerkzeuge, die je nach Anwendung einen Gegenstrom oder einen Querstrom mit optimalen Geschwindigkeitsdifferenzen erzeugen.
- Der statische Abstreifer, der für eine kontinuierliche Vertikalkomponente des Mischgutstromes sorgt, Anbackungen an Behälterwand und -boden sicher verhindert und das Entleeren am Ende der Mischzeit beschleunigt.
Das gezeigte Modell R08W verfügt über ein Nutzfüllvolumen von 75 l und kann mit unterschiedlichen Geschwindigkeitsstufen für Mischbehälter (22 und 44 min-1) und Mischwerkzeug (215, 430 und 860 min-1) betrieben werden, um verschiedene Mischungsgüten zu erzielen. Das Gerät wird auch als Granuliermischer verwendet.
Flachmatrizenpresse Flachmatrizenpresse Fa. Kahl Typ 14-175
Mit der Flachmatrizenpresse kann die Pelletierbarkeit verschiedener Rohstoffe im halb-technischen Maßstab untersucht werden. Das Material wird über einen beheizbaren Zwischenbunker und eine Dosierschnecke zugeführt. Eine Zudosierung von Wasser zur Steigerung der Pelletierbarkeit ist möglich.
Technische Daten
Matrizendurchmesser: 390 mm
Kollerdurchmesser/-breite: 230/77 mm
Kolleranzahl: 2
Antriebsmotor: 30 kW; 1500 min-1
Kollergeschwindigkeit: 2,2 m/s
Matrizenlochfläche: 617 oder 840
Verfügbare Matrizen
| Ø | 2 | 4 | 5 | 8 | 10 | 12 | 14 | 20 |
| Pressverhältnis | 1:17,5 | 1:7,5 | 1:7 | 1:7,5 | 1:6 | 1:5 | 1:6 | 1:5 |
Für Untersuchungen zur Brikettierung kann auf eine modifizierte Versuchsstrangpresse der Firma Zemag Zeitz mit einem Brikettformat 52 x 52 mm zurückgegriffen werden. Die Pressendrehzahl kann mittels Gleichstrommotor mit Thyristorsteuerung zwischen 60 und 110 U/min geregelt werden. Bei Brikettdicken von 22 mm können Durchsätze von 250-300 kg/h erreicht werden.
Weitere Besonderheiten, welche die Flexibilität erhöhen, sind:
- Kühlung des Formzeuges durch Schwalbungs- und Seitenteilkühlung,
- Erwärmung des Brikettiergutes auf max. 100 °C in einem dampfbeheizten Heizregister im Füllrumpf sowie
- Füllschachtbedampfung mit Sattdampf über eine Rohrsonde.
Die Brikettiergutzuteilung erfolgt über eine Schnecke oder ein Zellenrad mit drehzahlvariablem Antrieb. Ein Pressdruck von maximal 230 MPa ist möglich. Der Pressdruck kann über eine Induktivmessdose im Stempel gemessen werden. Die Stempeleintauchtiefe beträgt 40 mm.
Zur Kompaktierung von mineralischen Rohstoffen oder Kohlen kann auf zwei Humboldt-Walzenpressen zurückgegriffen werden. Je nach Anforderung an das Kompaktat bzw. Rohstoffbeschaffenheit können unterschiedliche Formmuldengeometrien und -anordnungen realisiert werden.
Die Druckregelung der Humboldt-Walzenpressen erfolgt bei starrer Walzenlagerung und Festspaltfahrweise mittels aufeinander abgestimmter Walzendrehzahl und Stopfschneckendrehzahl. Letztere kann bis auf 45 U/min eingestellt werden. Der Pressdruck ist bei gleichem Muldenprofil der durchgesetzten Staubmenge proportional. Die Anpassung der Pressenfahrweise an die vorgegebenen Verfahrensparameter ist in weiten Grenzen möglich.
Technische Daten
Walzendurchmesser: 630 mm
Walzenbreite: 130 mm
Drehzahl: 7-10 U/min
Durchsatz: 700-1000 kg/h
Maximal erreichbare Presskraft: 75 kN/cm Walzenbreite
(bei Staubgranulierung) 8-12 kN/cm Walzenbreite
Für Untersuchungen zum Verbrennungsverhalten von Briketts oder Pellets kann auf verschiedene Einzelfeuerstätten zurückgegriffen werden. Die in der Praxis vorkommenden verschiedenen Bauarten und Funktionsprinzipien von Einzelfeuerstätten für feste Brennstoffe lassen sich hinsichtlich Feuerungsprinzip in Flach- und Füllfeuerungen unterscheiden.
Alle Anlagen sind so modifiziert worden, dass eine Messung von Glutbett-, Ofenraum- und Rauchgastemperatur möglich ist. Mittels Abgasanalytik können CO2, O2, CO, TOC, SO2 und NOx im Rauchgas erfasst werden.
Der Staubgehalt im Rauchgas kann ebenfalls ermittelt werden.Typischer Vertreter einer Flachfeuerung ist der Kaminofen der Fa. Wodtke. Die typische Einfüllmenge an Brennstoff beträgt 2 – 5 kg. In der Regel werden Kaminöfen als Zusatzfeuerstätten für den Betrieb in der Übergangszeit ausgelegt. Die Nachlegeintervalle sind kurz, da immer nur eine Schicht Brennstoff nachgelegt werden kann.
Als Mischform zwischen Flach- und Füllfeuerung verfügen wir weiterhin über einen Küchenheizherd. Abhängig von der Betriebsart wird dieser als Flachfeuerung (Kochbetrieb) oder Füllfeuerung (Koch- und Heizbetrieb) betrieben.
Prüfofen zur Bestimmung der Thermostabilität von Briketts
Unter Thermostabilität (auch Feuer- oder Ofenstandfestigkeit) versteht man die Fähigkeit von Briketts oder Presslingen, bei ihrer Verbrennung im Feuer selbst nach weitgehender Durchglühung ihre Form zu behalten und nicht vorzeitig in kleine Stücke zu zerfallen. Die Thermostabilität stellt eine wichtige Kenngröße für den Einsatzzweck (Flach- oder Füllfeuerung) und die Betriebstauglichkeit (z.B. Rostbelastung) dar. Insbesondere für die Ent- und Vergasung spielt die Thermostabilität eine wichtige Rolle, da dort wesentlich andere, physikalische Beanspruchungen an den Pressling gestellt werden.
Die Ermittlung der Thermostabilität erfolgt basierend auf dem Prinzip des an der TU Bergakademie entwickelten Werner-Ofens. Bei Briketts erfolgt die Prüfung durch Auflage auf zwei Schneiden und Beanspruchung des Briketts durch einen Bügel, welcher mit einem definierten Gewicht belastet wird. Die Untersuchung 
verschiedener Brikettformate ist durch den Einsatz verschiedener Schneiden und Bügel möglich. Kleinformatige Presslinge können mit entsprechenden Formteilen ebenfalls untersucht werden. Durch Einstrahlung der von den beiden Längsseiten der Verbrennungskammer angeordneten Heizwiderständen erzeugten Wärme wird der Probekörper erhitzt und gerät bei gleichzeitiger Zufuhr von Verbrennungsluft in Brand.
Gemessen werden jeweils von der Einschaltung der Heizung an:
- die Zeit bis zur Entflammung (Zündzeit) in Minuten und
- die Zeit bis zum Bruch der Briketts/Presskörper (gesamte Standzeit) in Minuten.
