Prozess-Verschaltung - Lehrstuhl Mechanische Verfahrenstechnik

325
5 Kombination von Zerkleinerungs- und Klassierprozessen................. 326
5.1 Elemente und Grundschaltungen verfahrenstechnischer Systeme327
5.1.1 Reihenschaltung und Kaskadenschaltung .......................... 327
5.1.2 Parallelschaltung und Umgehungsschaltung ...................... 328
5.1.3 Rückführschaltung .............................................................. 329
5.2 Schaltungen von Zerkleinerungs- und Klassierprozessen .......... 329
5.2.1 Zerkleinerungsprozesse ...................................................... 330
5.2.2 Klassierprozesse ................................................................. 330
5.2.2.1 Trennfunktion einer Reihenschaltung von Klassierern .. 330
5.2.2.2 Trennfunktion einer Parallelschaltung von Klassierern . 332
5.3 Schaltungsvarianten von Zerkleinerungs- und Klassierprozessen333
5.3.1 Reihenschaltung mit Vorzerkleinerung oder Vorklassierung333
5.3.2 Kreislaufschaltungen .......................................................... 334
5.3.2.1 Kreislaufschaltung mit Nachklassierung ........................ 334
5.3.2.2 Integrierte innere Kreisläufe in den Zerkleinerungsmaschinen335
5.3.2.3 Kreislaufschaltung mit Vorklassierung .......................... 336
5.4 Verfahrenstechnische Fließbilder mit Maschinensymbolen ...... 337
5.5 Auslegungsschritte für Zerkleinerungs- u. Klassiersysteme ...... 337
5.6 Zerkleinerungs- und Klassieranlagen ......................................... 338
5.7 Schwerpunkte und Kompetenzen ............................................... 339
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326
Überarbeiten…
5
Kombination von Zerkleinerungs- und Klassierprozessen
Prozessziele der Zerkleinerung:
- geeignete Partikelgrößenverteilung für den günstigen Aufschluss der
Roh- und Abfallstoffe zum Zwecke nachfolgender Anreicherprozesse
(svw. Sortierprozesse in der Mineral- und Abfallaufbereitung);
- geeignete Partikelgrößen- und Partikelformverteilung z.B. für die
Gewährleistung einer hohen Festigkeit von Baustoffen (Schotter und
Splitt);
- geeignete Partikelgrößenverteilung und spezifische Oberfläche für die
Gewährleistung einer hohen Reaktionsfähigkeit und Festigkeit von
Baustoffen (Zement, Gips u.a.);
- geeignete Partikelgrößenverteilung, spezifische Oberfläche und
minimale Fehlstellenverteilung für die Gewährleistung einer hohen
Reaktionsfähigkeit und Festigkeit von Werkstoffen (Tonerden u.ä.);
Diese verfahrenstechnischen Ziele lassen sich nur durch sinnvolle Kombinationen
bzw. Schaltungen von Zerkleinerungs- und Klassierprozessen lösen.
Dabei kann jeder Zerkleinerungsprozess in verschiedener Weise mit
Klassierprozessen zusammengeschaltet bzw. kombiniert sein.
Verfahrenstechni sche Systeme lassen sich im Allgemeinen wie folgt hierarchisch
gliedern:
(Folie 5.1, Folie 5.2, Folie 5.3, Folie 5.4)
• Mikroprozesse (im μm- bzw. mm-Bereich),
• Teilprozesse (in Apparate- oder Maschinenzonen),
• Prozesse (in Apparaten und Maschinen),
• Prozessgruppen (Zerkleinerungsstufen, Zerkleinerungs- und
Klassiererkreisläufe),
• Verfahrensstufen,
• Verfahren (realisiert in Anlagen),
• Verfahrenszüge („vertikale“ Kette verschiedener Verfahren für ein
Hauptprodukt),
• stoffwirtschaftlicher Betrieb („horizontale“ und vertikale Gliederung mit
stofflichen und energetische Verknüpfungen),
• Stoffverbundsysteme (überregional, international);
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Wesentlich für das Verständnis der Struktur- und Systemzusammenhänge
ist nun die Tatsache, dass sich die Schaltungsmöglichkeiten auf ganz weni-
Grundschaltungen zurückführen ge lassen.
5.1 Elemente und Grundschaltungen verfahrenstechnischer
Systeme
Klassifizierung nach der Struktur der Systeme: ⇒ Struktur ≡ Schaltung
Verfahrenstechnische Systeme haben oft sehr
‣ komplexe Strukturen (große Anzahl von Kopplungen = Komplexität)
‣ verbunden mit einer großen Anza hl von Elementen (= Kompliziertheit).
(Folie 5.5)
Untergliederung aber oft wie folgt:
• Wiederholung typischer Kopplungen bei best. Prozesseinheiten, z.B.
Mahlkreisläufe ⇒ typische Grundstrukturen oder Grundschaltungen,
• Bei Aggregation von
Elementen für Prozesseinheiten,
Prozessgruppen für Verfahrensstufen,
Verfahrensstufen für Verfahren
⇒ ebenfalls typische Grundstrukturen oder Grundschaltungen:
1) Reihenschaltung und Kaskadenschaltung,
2) Parallelschaltung und Umgehungsschaltung,
3) Rückführschaltung. (Folie 5.6, Folie 5.7)
Häufigkeit des Auftretens von Schaltungen für Zerkleinerungssysteme in
der Praxis:
1) Reihenschaltung von Zerkleinerungsmaschinen sehr häufig,
2) Parallelschaltung von Zerkleinerungsmaschinen häufig,
3) Rückführschaltungen sehr häufig;
Man betrachtet gewöhnlich die charakteristischen Kopplungen, d. h., es
können auch weitere Kopplungen existieren, die im geg. Zusammenhang
allerdings
unwesentlich sind.
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5.1.1 Reihenschaltung und Kaskadenschaltung
• Ausgangsstrom eines Elementes ist Eingangsstrom des nachfolgenden
Elementes,
• bei Verfolgung der Stromführung jedes Element tritt nur einmal auf,
• Anzahl der Elemente beliebig groß,
• Element auch ≡ "Stufe", z.B. mehrstufige Zerkleinerung, Kompression,
Wärmeübertragung usw.,
• Stufenschaltung oft notwendig aufgrund der Begrenzung bestimmter
Zustandsgrößen und Prozessgrößen (z.B. Zerkleinerungsverhältnis, maximal
aufgebbare Partikelgrößen),
• Funktion: fortschreitende Stoffwandlung, wenn mehrstufige Anordnung
notwendig u. effektiver als eine Stufe,
• unterschiedliche Kopplungsvarianten bei 2 Stoffströmen:
Gleichstromschaltung,
Gegenstromschaltung,
Springschaltung (Einfügung einer weiteren Stoffstromstufe) im
‣ Gleichstrom,
‣ Gegenstrom.
⇒ innerhalb der Elemente:
‣ Gleichstrom,
‣ Gegenstrom,
‣ Kreuzstromschaltungen möglich, z.B. bei Stromklassiern,
Wärmeüberträgern.
Kaskadenschaltung
• oft auch Synonym für Reihenschaltung,
• Unterscheidung derartig möglich:
Nutzleistung eines Elementes wird dem nächsten Element als Aufwand
zugeführt, z.B. Ankopplung der Energieversorgungskreisläufe bei den
Stoffwandlungsverfahren.
5.1.2 Parallelschaltung und Umgehungsschaltung
• bestehen aus Verzweigungs- und Vermischungselementen,
• Parallelschaltung gleichartiger Funktionselemente (sog.
zum Zwecke der:
"Straßen")
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1) Erhöhung der Leistung des Systems (Anlagenkapazität),
2) Gewährleistung eines Teillastbetriebes durch Abschaltung einer
Straße,
3) Gewährleistung eines quasikontinuierlichen Betriebes bei diskonti-
eines Reserve-
nuierlichen Elementen,
4) Erhöhung der Zuverlässigkeit des Systems, Funktion
elementes,
5) Einschränkung der Auswirkung von Ausfällen eines Elementes,
‣ durch Normalbetrieb beider Elemente,
‣ bei Ausfall eines Elementes Teillastbetrieb möglich,
• Parallelschaltung von Prozesseinheiten und Prozessgruppen für Zwecke
1) bis 4)
• Parallelschaltung von Verfahren als Elemente für 5) Zweck ⇒ Aufbau
von Verbundsystemen,
• Parallelschaltung funktionell unterschiedlicher Elemente zum Zwecke
der:
1) getrennten Weiterverarbeitung der bei Koppelproduktion anfallen-
2) getrennten Bereitstellung von Einsatzproduktströmen für nachge-
den Produktströme (mehrstufige Stofftrennungen) und
schaltete Systeme,
• auch mehr als 2 parallele Ströme und Straßen möglich.
Umgehungsschaltung (Bypassschaltung) (Folie 5.6.2)
5.1.3 Rückführschaltung
• zur stofflichen Regeneration und Erhöhung von Umsatz und Ausbeute
für Produkte hoher Reinheit,
• z.B. nach Reaktor Abtrennung der Produkte von den Rohstoffen und
deren Rückführung in den Stoffkreislauf,
• übliche Rückführung von Hilfsstoffen (Luft, Wasser, Katalysatoren,
Trockenmittel, Extraktionsmittel, Prozesswasser usw.), und Energie
(z.B. Reaktorwärme),
• Zweck der Rückführschaltungen:
75 % stoffliche Regeneration,
10 % energetische Regeneration,
10 % stoffliche und energetische Regeneration,
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5.2 Schaltungen von Zerkleinerungs- und Klassierprozessen
5.2.1 Zerkleinerungsprozesse
Blockschaltbilder von Reihen- bzw. Durchlaufschaltungen
(Folie 5.8, Folie 5.9)
• Element mit einem Eingangs- und einem Ausgangsstrom,
• Zerkleinerungsverhältnis n Z,j einer Stufe j:
d
A,o,j
d
A,95,j
n
Z,j=
≈
( 5.1)
d
F,o,j
d
F,95,j
• Zerkleinerungsverhältnis n Z,ges von k St ufen in Reihenschaltung:
d
A,o,ges d
A,o
d
A,o,1
n Z , ges
= = ⋅ ⋅...
( 5.2)
d d d
F,o,ges
F,o,1
F,o,2
und da d
F,o,1= dA,o,
2
bzw. d
F ,o,j= d
A,o,j+
1
folgt das Produkt der einzelnen
Stufen:
k
n
Z ,ges
= ∏ n
Z,j . ( 5.3)
j=1
5.2.2 Klassierprozesse
• Element mit einem Eingangs- und zwei Ausgangsströmen (Folie 5.8b)
• bzw. mit mehreren Ausgangsströmen, z.B. Feinfraktionen F i lässt sich
auch als Reihenschaltung von Zweiprodukttrennungen auffassen,
• die Anzahl möglicher Schaltungen, d.h. Reihenschaltungen und Parallel-
schaltungen von n Klassiermaschinen und n+1 Produktfraktionen F n+1 ist
dann:
( 2⋅
n)
!
N = . ( 5.4)
n!( n+
1)!
n 1 2 3 4 ... 9
n+1 2 3 4 5 ... 10
N 1 2 5 14 ... 4 862
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5.2.2.1 Trennfunktion einer Reihenschaltung von Klassierern
1) Reihenschaltung des Grobgutstromes
Das Grobgut der 1. Klassierstufe ist Aufgabegut der 2. Stufe und die statio-
näre Komponentenmassebilanz liefert:
m
( d)
= m
A,2⋅
A,
2(d ) . ( 5.5)
G, 1⋅
qG,1
q
Die Gesamttrennfunktion ist
T
ges
m
G
( d)
=
m
,2
A
qG,2(
d)
⋅
q ( d)
A
( 5.6)
und für die beiden Trennstufen 1 und 2 gelten:
m
, 1
qG,1(
d)
T1
( d)
= G ⋅ ,
m
A
qA(
d)
( 5.7)
m ,2
qG,2(
d)
T2
( d)
= G ⋅ .
m q ( d)
( 5.8)
A,2
A,2
Mit der Massebilanz Gl.( 5.5) ist
m ,2
q
T2
( d)
= G ⋅
m q
G,2
G, 1 G,1
( d)
( d)
( 5.9)
in Gl.( 5.6) statt des Zählers eingesetzt folgt für die gesamte Trennfunktion
das Produkt der Stufentrennfunktionen
T
ges
m
G,1⋅
qG,1(
d)
( d)
= ⋅T2
( d)
= T1
( d)
⋅T2
( d)
m ⋅ q ( d)
A
A
oder für das Masseausbringen
( 5.10)
R
= RmG,1⋅
R
, 2
bzw. R
mG,ges= ∏
k R
mG, ges
mG
n
k=1
mG,k
( 5.11)
und verallgemeinert für n Trennstufen:
k
T
ges
n
∏
( d)
T ( d)
. ( 5.12)
= k
k=
1
k
2) Reihenschaltung des Feingutstromes
Anstelle des Grobgutes lässt sich selbstverständlich auch die Feingutabtrennung
in Reihe schalten, wie das bzw. bei der Entstaubung zur Erhöhung des
Gesamtabscheidegrades üblich ist. Da
T ( d)
= T ( d)
= 1 −T
( d)
G
F
( 5.13)
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ist, folgt aus der allgem einen Formulierung der Trennfunktion Gl.( 5.12) ,
die bekanntlich für das Grobgut vereinbart wurde:
=∏ −
( 1 T ( d )
1 −T ( d)
) bzw.
T
ges
ges
n k
k = 1
n k
∏( 1−T
k
( d)
)
k = 1
k
( d)
= 1−
. ( 5.14)
Dementsprechend ist das Masseausbringen:
R
mG,ges
= 1
n k
−∏ ( 1−R
)
k=1
mG,k
( 5.15)
5.2.2.2 Trennfunktion einer Parallelschaltung von Klassierern
1) mit Zusammenführung der Grobgutströme
Die Massebilanz des Vereinigungspunktes liefert
m ⋅q
d)
= m
⋅ q ( d)
+ m
⋅q
( ) . ( 5.16)
G
G
(
G, 1 G,1
G,2
G,
2
d
Mit den beiden Teil-Trennfunktionen
G
m
, 1
qG
T1
( d)
= ⋅
,1( d)
,
m q ( d)
A,1
A
m ,2
qG
T2
( d)
= G ⋅
m q
A,2
,2
A
( d)
( d)
( 5.17)
( 5.18)
folgt aus dieser Bilanz
m
⋅ q ( d)
= T1 ( d)
⋅ m
,1⋅
q ( d)
T2
( d)
⋅m
, 2⋅
q ( d)
G G
A A
+
A
A
und nach Division durch m q (d) folgt
T
ges
m
( d)
= T d + T
A,1
1
( ) ⋅
2(
)
m
A
A
⋅
m
A,
2
Allgemein gemäß der Aufgabestromanteile
A
A
d ⋅ . ( 5.19)
m
m / m
A,
k
A
ergibt sich
m
A , k
n
⎛
T = ∑
k
ges
( d)
⎜Tk
( d ) ⋅
k=
1 ⎝ m
A
⎞
⎟
⎠
( 5.20)
und für die Masseausbringen
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n
= k
∑
R R
( 5.21)
mG,
ges
k= 1
mG,
k
bzw. für gleiche Teilaufgabeströme
T
ges
k=
1
m = m
A, 1 A,2
n
1 k
( d)
= ⋅∑Tk
( d)
( 5.22)
n
k
oder bei Apparaten gleicher Trennwirkung T 1 (d) = T 2 (d) ist folglich
T ges
d)
= T ( d)
= T ( ) .
(
1 2
d
( 5.23)
2) mit Zusammenführung der Feingutströme
Anstelle der Zusammenführung des Grobgutes lässt sich selbstverständlich
auch das Feingut vereinigen:
T
ges
⎡ m A
m
,1
A,
2 ⎤
( d)
= 1−⎢( 1−T
1
( d)
) ⋅ + ( 1−T
2(
d)
) ⋅ ⎥ ( 5.24)
⎣ m
A
m
A ⎦
nk
⎡ m
A,
k ⎤
T
ges( d)
= 1 − ∑ ⎢( 1 − Tk
( d)
) ⋅ ⎥
( 5.25)
k = 1 ⎣ m
A ⎦
5.3 Schaltungsvarianten von Zerkleinerungs- und
Klassierprozessen
5.3.1 Reihenschaltung mit Vorzerkleinerung oder Vorklassierung
Wenn man einen Klassierprozess jeweils dem Zerkleinerungsprozess zuordnet,
dem er das Klassiergrobgut zuführt, so lassen sich vor allem die in Folie
5.10 dargestellten Varianten abgrenzen.
In Folie 5.8a ist zunächst ein Zerkleinerungsprozess dargestellt, der nicht
mit einem Klassierprozess kombiniert ist (Zerkleinern im Durchlauf).
a) Einen Klassierprozess (Vorklassierung) schaltet man dann vor einen
Zerkleinerungsprozess (Folie 5.10a), wenn verhindert werden soll, dass
letzterem größere Feingutanteile zugeführt werden, die schon entsprechend
zerkleinert vorliegen.
b) Bei sehr grobem Gut (große Stücken aus Bruch und Streb) in der Aufgabe
muss dieses
vorzerkleinert werden (Folie 5.10b).
c) Kombinationen beider Varianten zeigt Folie 5.10c-d.
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Solche Anordnungen sind in der Grob- und Mittelzerkleinerung verbreitet,
wenn keine allzu hohen Qualitätsanforderungen an das Feingut gestellt werden.
Verfahrenstechnische Fließbilder mit Maschinensymbolen sind in Folie 5.10
unten dargestellt.
Durchlaufsysteme werden auch bei der Fein- und Feinstzerkleinerung eingesetzt,
wenn die Mühlen die notwendige Feinheit liefern (Folie 5.10 unten).
5.3.2 Kreislaufschaltungen
Die Kreislaufschaltung ist notwendig, wenn
‣ bei festgelegter oberer Partikelgröße des Produktes,
‣ bei gewünschten minimalen Feinstgutanteilen,
‣ bei gewünschter Partikelgrößen- und -formverteilung,
‣ bei Minimierung des spezifischen Arbeitsbedarfes der Zerkleinerung
P / m
in kWh/t eine Übermahlung vermieden werden soll.
Das Klassierergrobgut (Rücklaufgut) gelangt in die Zerkleinerungsmaschine
zurück. Den Rücklaufmassestrom m bezieht man auf den Massestrom m
der primären Aufgabe und bezeichnet dies als umlaufende Last U :
U
L
m
=
m
R
A
R
≈ 1,5...10
( 5.26)
Diese beeinflusst beträchtlich den Leistungsbedarf einer Mühle, da bekanntlich
P∝ m
ist.
Mittels ihrer Optimierung lässt sich aber der Durchsatz eines Mahlsystems
beträchtlich steigern sowie die obere Partikelgröße und der Feinstkornanteil
im gemahlenen Produkt begrenzen.
Für d en äußeren Bilanzkreis um das Kreislaufsystem herum gilt für stationä-
einfach:
re Bedingungen
dm
= 0 = m A
−m
F
bzw. m
A= m
F=
m
A,ges
⋅ μF,
F
( 5.27)
dt
L
A
μ F,F
zu messende Masseanteil an Feingut bei einmaligem Durchlauf der
Zerkleinerungsmaschine
5.3.2.1 Kreislaufschaltung mit Nachklassierung
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In Folie 5.11a ist ein Klassierprozess nachgeschaltet, wobei das Klassiergrobgut
zum gleichen Zerkleinerungsprozess zugeführt wird (Zerkleinern
im geschlossenen Kreislauf). Eine derartige Rückführschaltung wendet man
insbesondere für die Grobzerkleinerung und für Mahlstufen an, wenn wenig
Feinkorn im Aufgabegut vorhanden ist.
genden Massebilanzen
m = m
+ m
A,ges
A
Die umlaufende Last lässt sich ausgehend vom inneren Kreislauf mit fol-
m Gesamtaufgabemassestrom der Zerkleinerungsmaschine
A,ges
und der Komponentenbilanz
A,ges
A,ges,i
R
A
A,i
R
R,i
( 5.28)
m
⋅ μ = m
⋅ μ + m ⋅ μ
( 5.29)
μ A,ges,i , μ A,i , μ R,i Masseanteile einer betrachteten Partikelgrößenklasse i
in der gesamten und primären Aufgabe sowie im Rücklauf
wie folgt ermitteln:
U
L
m
=
m
R
A
μ
=
μ
A,ges,i
R,i
− μ
− μ
A,i
A,ges,i
( 5.30)
Die Zerkleinerungs- und Klassiermaschine nebst den dazwischen notwendim
zu bemessen (Folie
gen Schüttgutförderern (Aufgebern) sind dann für den folgenden Durchsatz
5.11a):
A, ges
m
m = = m
⋅ +
( 5.31)
A,ges
A
μ F,F
A
( 1 U )
L
bzw. daraus folgt:
U
L
1
= −1
( 5.32)
μ
F,F
5.3.2.2 Integrierte innere Kreisläufe in den Zerkleinerungsmaschinen
Mahlgut-Kreisläufe in den Zerkleinerungsmaschinen mit im Arbeitsraum
integrierten Rosten und Sieben, die die maximal auszutragende Produktpar-
und zwar z.B. in:
tikelgröße begrenzen
- Hammerbrechern,
- Prallmühlen,
- Siebkugelmühlen sowie in
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- Kollergängen.
Bei
- Schläger-,
- Ventilator-,
- Strahl- und
- Wälzmühlen
sind Sichter entweder im Arbeitsraum mit eingebaut oder werden außerhalb
mit einem Trägergas (meist Luft) gespeist, welches entweder von den Arbeitsorganen
der Schläger- oder Ventilatormühlen oder durch getrennte Gebläse
bei Wälz- und Trommelmühlen erzeugt wird.
5.3.2.3 Kreislaufschaltung mit Vorklassierung
Die Anordnung der Klassiermaschine vor der Zerkleinerungsmaschine wird
bevorzugt, wenn im Aufgabegut ein sehr hoher Feingutanteil μ F,A enthal-
ten ist und durch dessen Abtrennung die Zerkleinerung entlastet werden
kann (Folie 5.11b).
Für die Klassiermaschine gilt die volle Last gemäß Gl.( 5.31), während die
Zerkleinerungsmaschine nur für den folgenden Durchsatz m zu bemessen
ist (Folie 5.11b)
( 1− μ ) + m ⋅ ( − μ )
m =
( 5.33)
A,ges
mA
⋅
A,F R
1
und mit der Bilanz um den Klassier:
A
R
A,ges
F
A,ges
F,F
m + m
= m
+ m
= m
+ m
( 5.34)
1− μA,F
m A,ges
= m
A
⋅
( 5.35)
μ
F,F
A
A,ges
bzw. daraus folgt:
U
L
1− μ
A,F
= ( 5.36)
μ
F,F
Bei der Kombination nach Folie 5.11c ist dem Zerkleinerungskreislauf nach
Folie 5.11a eine Vorklassierung zur Entlastung vorgeschaltet.
Bei der Variante nach Folie 5.11d übernimmt eine Zerkleinerungsmaschine
die
Vorzerkleinerung (Vorbrechung oder -mahlung), die sich auch vor den
Kreislauf nach Folie 5.11b schalten lässt.
Selbstverständlich können auch entsprechende Klassierstufen nachgeschaltet
werden, um die Trennschärfe insbesondere bei Stromklassierern, z.B.
Hydrozyklonen oder Windsichtern, zu verbessern.
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5.4 Verfahrenstechnische Fließbilder mit Maschinensymbolen
Einige gebräuchliche Schaltungen zeigt Folie 5.12 in der Darstellung von
Maschinensymbolen, die gegenüber den Blockschaltbildern vorteilhaft das
Wirkprinzip des Zerkleinerungs- und Klassierprozesses erkennen lassen.
Die Realisierung der Varianten
• Brecher und Siebmaschine sowie
• Kugelmühlen und Hydrozyklonen stellt Folie 5.12a und b dar.
Derartige Anordnungen sind ebenfalls für die zweite Nassmahlstufe nach
Stabmühlen verbreitet.
Die Realisierung der Varianten
• Vormahlung,
• Feinmahlung und Schraubenklassierern stellt Folie 5.12c dar.
Beispiele für Kreislaufschaltungen von Rohrmühlen und Windsichter zur
Trockenmahlung einschließlich der peripheren Einrichtungen wie
• Gutaufgabebunker und - förderer,
• Produktförderung sowie
• Entstaubung der Förderluft zeigt Folie 5.13.
5.5 Auslegungsschritte für Zerkleinerungs- u. Klassiersysteme
(1) Ermittlung bzw. Festlegung folgender Einflussgrößen:
• Zustandsgrößen des Aufgabegutes, z.B.
‣
‣
maximale AufgabePartikelgröße d o,A,ges ,
Partikelgrößenverteilung Q 3,A (dA),
‣ Gutfestigkeiten und Härte,
‣ Feststoffdichte,
‣ Fließverhalten bzw. -kennwerte des Schüttgutes,
‣ Feuchte ...
• Zielgrößen der Prozesse:
‣
‣
minimaler spezifischer Arbeitsbedarf P / m
,
maximale Trennschär fe der Klassierung
κ= d d 1
‣ minimale Umweltbelastung:
* minimale Staubbelästigung,
* minimale Abluftverschmutzung,
* minimale Lärmbelästigung u.a.m.
• Zielgrößen der Ausrüstungen:
25
/
75
→
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‣ minimaler Verschleiß,
‣ maximale Zuverlässigkeit und Lebensdauer ....
• Zielgrößen des Produktes und zwar gewünschter:
‣ Anlagendurchsatz
F ges
,
m ,
‣ Partikelgrößenverteilun g Q 3,F ,ges(d F,g es) , u.a.m.
(2) Ermittlung des Gesamtzerkleinerungsverhältnisses n Z,ges mittels der ge-
d o,F, ge s und der wahrscheinli-
forderten maximalen ProduktPartikelgröße
chen AufgabePartikelgröße d o,A,ges nach Gl. ( 5.2):
do,A,ges
n
Z,ges
= ( 5.2)
d
o,F,ges
(3) Auswahl der Zerkleinerungsverhältniss e n Z ,j und der maximalen
Partikelgrößen d o,F,j der einzelnen Stufen j nach Gl. ( 5.3):
k
=∏
n n
( 5.3)
d
Z , ges Z , j
j= 1
o, F , j= nZ
, j⋅
do,
F , j−1
n Z,j = 5...9 bei Grob- bis Mittelzerkleinerung
n Z,j = ...15 bei Feinbrechern (Flachkegelbrecher)
n Z,j = ...100 und mehr bei Feinmahlung (Rohrmühlen).
(4) Festlegung der Trennschnitte, z.B. Maschenweiten bei Siebmaschinen
oder Hydrozyklondurchmesser, do, F , j≈dT
∝ DZyklon
und Vorauswahl der
Klassiermaschinen bzw. -apparate.
(5) Bilanzierung der Gesamtanlage und der einzelnen Kreisläufe z.B. nach
den Gln.( 5.27) bis ( 5.31), d.h.
• Gesamtmassenbilanzen,
• Feingutbilanzen sowie ggf.
• Fraktionsbilanzen,
• und Auswahl der Hauptausrüstungen.
5.6 Zerkleinerungs- und Klassieranlagen
Beispiele:
• Mahlanlagen mit Rohrmühle (Folie 5.14)
• Fahrbare Brechanlage und Wälzmahlanlage (Folie 5.15)
• Beschickung einer Federrollenmühle für Feinsteinkohle
hoher Feuchte X W < 12% (Folie 5.16)
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17.10.2007

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• Beschickung einer Pendelrollenmühle mit Dolomitsplitt (Folie 5.17)
• Einfache Schotter- und Splittanlage (Folie 5.18)
• Blockfließbild einer komplexen Schotter- und Splittanlage (Folie 5.19)
• Blockfließbilder für die Anreicherung mineralischer
Rohstoffe (Folie 5.20)
• Fließbilder von Entwässerungsanlagen (Folie 5.21)
• Blockfließbild der Eisenerzaufbereitung und –verhüttung
nach dem Rennverfahren (Folie 5.22)
• Funktion einer Kompostieranlage (Folie 5.23)
• Ofenlinie 5 mit zirkulierender Wirbelschicht (Folie 5.24)
5.7 7BSchwerpunkte und Kompetenzen
Anhand dieser Schwerpunkte können Sie Ihr Wissen und Ihre verfahrenstechnischen
Kompetenzen überprüfen:
• Systemtechnische Grundlagen:
Elemente und Grundschaltungen verfahrentechnischer Systeme, …
• Prozessverschaltungen:
Verschaltung der Zerkleinerungs- u. Klassierprozesse, verfahrenstechnische
Grundschaltungen, Kreisläufe, Zielgrößen, Bilanzierung,
Variantenvergleiche u. Optimierung;
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17.10.2007