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59,80 €ISBN 978-3-8440-9499-2Paperback268 Seiten132 Abbildungen345 g21 x 14,8 cmDeutschDissertation
Mai 2024
Michael Kalisch
Entwicklung der ersten industriellen magnetohydrodynamischen (MHD) Schlackenaufbereitung, basierend auf Ergebnissen aus Pilotversuchen bei zwei Kupferproduzenten – Reaktorauslegung mittels gekoppelter numerischer MHD Simulation
Im Rahmen des Förderaufrufes „Innovative Technologien für die Ressourceneffizienz in rohstoffintensiven Produktionsprozessen“ des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) wird die magnetohydrodynamische (MHD) Schlackenreinigung zu einem effizienten und flexiblen Behandlungsprozess für Schlacken der Primär-Metallerzeugung weiterentwickelt und die erste industrielle Aufbereitungsanlage konzipiert, basierend auf den Ergebnissen der Pilotversuche.
Im Rahmen dieser Arbeit werden vor allem die Versuchsergebnisse im Pilotmaßstab bei Aurubis (von März 2010 bis Juli 2021) in Hamburg weiter ausgearbeitet, um dann in dem eigentlichen hier beschriebenen Forschungsbedarf, die industrielle Reaktorauslegung abzubilden. Die hierzu durchgeführten und betreuten Forschungsarbeiten an dem Pilotofen in der Größenordnung von ca. 4 t/h stellen die Grundlage der vorliegenden Arbeit dar. Die so gewonnenen Betriebsergebnisse werden für die Auslegung der industriellen Anwendung abgeleitet und fließen in die Konzeption und Entwicklung einer 100 t/h-Industrieanlage ein.
Hauptaufgabe im Forschungsbedarf im Zusammenhang mit der Reaktorauslegung ist die Verbesserung und Effizienzsteigerung des MHD Rühreffektes durch den Magneten, dies auf Basis der industriellen Ofengeometrie. Dazu werden gekoppelte MHD Strömungssimulationen durch Ergebnisse mit dem Programm ANSYS (EMAG) zur Berechnung der magnetischen und elektrischen Felder und die Software FLUENT zur Strömungsberechnung angewandt.
Im Rahmen dieser Arbeit werden vor allem die Versuchsergebnisse im Pilotmaßstab bei Aurubis (von März 2010 bis Juli 2021) in Hamburg weiter ausgearbeitet, um dann in dem eigentlichen hier beschriebenen Forschungsbedarf, die industrielle Reaktorauslegung abzubilden. Die hierzu durchgeführten und betreuten Forschungsarbeiten an dem Pilotofen in der Größenordnung von ca. 4 t/h stellen die Grundlage der vorliegenden Arbeit dar. Die so gewonnenen Betriebsergebnisse werden für die Auslegung der industriellen Anwendung abgeleitet und fließen in die Konzeption und Entwicklung einer 100 t/h-Industrieanlage ein.
Hauptaufgabe im Forschungsbedarf im Zusammenhang mit der Reaktorauslegung ist die Verbesserung und Effizienzsteigerung des MHD Rühreffektes durch den Magneten, dies auf Basis der industriellen Ofengeometrie. Dazu werden gekoppelte MHD Strömungssimulationen durch Ergebnisse mit dem Programm ANSYS (EMAG) zur Berechnung der magnetischen und elektrischen Felder und die Software FLUENT zur Strömungsberechnung angewandt.
Schlagwörter: Kupferschlackenreinigung; Magnetohydrodynamik; gekoppelte CFD-Simulation; Elektroreduktionsofenauslegung
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