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Einfluss der Prozessführung auf den thermischen Energiebedarf von Konvektionstrocknern in der Ziegelindustrie

Autor :Anne Tretau
Herkunft :OvGU Magdeburg, Fakultät für Verfahrens- und Systemtechnik
Datum :10.06.2008
 
Dokumente :
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Typ :Dissertation
Format :Text
Kurzfassung :Die Herstellung von Ziegeln ist ein energieintensiver Prozess. Die Analyse der Energieströme innerhalb eines Ziegelwerkes zeigt, dass die konvektive Rohlingstrocknung mehr als die Hälfte der insgesamt aufgebrachten thermischen Energie bindet. Diese Arbeit beschäftigt sich daher mit theoretischen Überlegungen und experimentellen Untersuchungen zum Trocknungsenergiebedarf von Ziegelrohlingen. Hierzu wird ein physikalisch begründetes Modell entwickelt, das die Abhängigkeit der Trocknungskinetik sowie des Energieaufwandes von den Eigenschaften und der Menge der Zuluft beschreibt. Es zeigt sich, dass der spezifische Energiebedarf im Wesentlichen von der Temperatur und der Feuchte der Umgebungsluft, von der Zulufttemperatur und vom spezifischen Zuluftmassenstrom abhängt. Da die Temperatur der Rohlinge im zweiten Trocknungsabschnitt zunimmt, kommt es in Kammertrocknern mit fortschreitender Trocknung zu einem sehr starken Anstieg des spezifischen Energiebedarfs. Dieser ist dadurch verursacht, dass sich der Rohlings- sowie der Luftzustand zunehmend von der Kühlgrenze entfernen. Die Trocknerabluft ist nur zu einem geringen Teil mit Wasserdampf gesättigt. Bei Durchlauftrocknern wird die Abluft stets dort entnommen, wo die Rohlinge feucht in den Trockner einfahren. Die Abluft weist daher eine relativ hohe Wassersättigung auf. Vergleichend stellt man daher fest, dass Durchlauftrockner generell einen niedrigeren Energiebedarf als Kammertrockner haben. Für beide Trocknertypen zeigt das mathematische Modell, dass die Erhöhung der Zulufttemperatur, verbunden mit einer entsprechenden Absenkung des Zuluftmassenstroms, zur Verminderung des Trocknungsenergiebedarfs führt. Die Veränderung anderer für die Trocknung entscheidender Parameter wie Rohlingsdicke und -dichte sowie des Feuchteleitkoeffizienten und der nur im zweiten Trocknungsabschnitt interessierenden Wasserdampfdiffusionswiderstandszahl sind von vergleichsweise vernach-lässigbarem Einfluss. Im Rahmen dieser Arbeit durchgeführte Messungen an industriellen Trockneranlagen bestätigen die Ergebnisse des zu einem Simulationsprogramm aufbereiteten mathematischen Modells. Die Erhöhung der Zulufttemperatur führte sowohl in der Simulationsrechnung als auch in der Praxismessung zur Verminderung des thermischen Energiebedarfs in übereinstimmenden Ausmaß. Die Ergebnisse dieser Arbeit zeigen, in welchem unerwartet hohen Umfang die Zulufttemperatur von Trockneranlagen auf den Energiebedarf einwirkt. Sie geben der Ziegelindustrie eine Handlungsanleitung zur Absenkung des prozessbedingten Energiebedarfs im zweistelligen Prozentbereich.
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Erstellt am :27.08.2008 - 07:23:34
Letzte Änderung :22.04.2010 - 08:40:24
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