Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Gie\u00dfereien sind Hersteller von anspruchsvollen Bauteilen f\u00fcr die Industriesektoren Fahrzeugbau, Maschinenbau und andere Branchen. In Deutschland fertigen etwa 400 Gie\u00dfereien mit etwa 50.000 Besch\u00e4ftigten mit dieser Technik. Beim Gie\u00dfen des fl\u00fcssigen Metalls in die Formen werden von der eingebrachten W\u00e4rme die Kunstharze und der Kohlenstaub unter reduzierenden Bedingungen zu Gie\u00dfgasen mit Schadstoffen, wie Benzol oder Toluol, sowie mit geruchsintensiven Stoffen, wie Xylole, methylierte Naphthaline oder Indole umgesetzt. Es gibt keine befriedigende technische Ma\u00dfnahme, um derartige Gie\u00dfgase zu erfassen und zu reinigen. Die Gie\u00dfgase f\u00fchren somit zu erheblichen Belastungen der Umwelt sowie an den Arbeitspl\u00e4tzen in den Gie\u00dfereien. Im geplanten Vorhaben soll eine integrierte Gie\u00dfgasverbrennung entwickelt werden. Es soll ein komplettes System (Einsatzstoffe, Verfahrensschritte etc.) entwickelt werden, das unter technischen und wirtschaftlichen Gesichtspunkten eine betriebliche L\u00f6sung f\u00fcr die Gie\u00dfereien darstellt.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenEs wurden umfangreiche Gie\u00dfversuche im IfG-Technikum und in Gie\u00dfereien durchgef\u00fchrt, bei denen das Einbringen von verschiedenartigen Zusatzbrennstoffen in den Gie\u00dfereiprozess entwickelt und erprobt wurden. Mit diesen wurden die Gie\u00dfgase prozessintegriert verbrannt – und damit Schadstoffe und Geruchsstoffe in den Gie\u00dfgasen beseitigt.
\nArbeitsschritte:
\n1. Entwicklung und Bewertung von Varianten der integrierten Gie\u00dfgasverbrennung an Sandformen
\n2. Einsatz und Entwicklung der Simulationstechnik (W\u00e4rmetransport und Temperaturfelder in der Form, Simulation von Gie\u00dfgasstr\u00f6mungen)
\n3. Bestimmung des Einflusses von prozessrelevanten Gr\u00f6\u00dfen auf den Gie\u00dfgasstrom
\n4. Integrierte Gie\u00dfgasverbrennungen an idealisierten Form- und Guss-Geometrien
\n5. Einsatz von Zusatzbrennstoff an realen Gie\u00dfereiformen im IfG-Technikum
\n6. Modellhafte Anwendung der integrierten Gie\u00dfgasverbrennung in Modellgie\u00dfereien
\n7. Entwicklung eines einsatzfertigen Systems der integrierten Gie\u00dfgasverbrennung<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Im Rahmen des durchgef\u00fchrten Projektvorhabens wurden Methoden entwickelt, die geeignet sind in Gie\u00dfereien an station\u00e4ren sowie an bewegten Formen eine prozessintegrierte Gie\u00dfgaskonvertierung durchzuf\u00fchren. Hierzu wurde zun\u00e4chst die computergest\u00fctzte Simulationstechnik adaptiert, um eine Prognose der Massenstr\u00f6me in und an der Gussform zu erm\u00f6glichen. Die Ergebnisse Decken sich mit den empirisch ermittelten Ergebnissen aus dem Bereich der betriebsnahen Untersuchungen, die im IfG-Technikum durchgef\u00fchrt wurden. Ein Ergebnis bei diesen Untersuchungen war, dass die Gie\u00dfgase mit bis zu 96 % \u00fcberwiegend an der Formstoffoberseite entweichen. Die Prognose bzgl. der Gie\u00dfgasemissionen f\u00fchrt zu einer Effizienzsteigerung der Gie\u00dfgaserfassung in der Praxis. Dies bedeutet, dass in diesem Projekt mit Hilfe der Simulationsdaten gezielt Gaserfassungskonzepte entwickelt werden konnten. Unter Ber\u00fccksichtigung der Vielf\u00e4ltigkeit der Gie\u00dfereien wurden unterschiedliche Erfassungsm\u00f6glichkeiten und Materialien im Bereich der automatisierten Formherstellung sowie im Bereich der station\u00e4ren Formherstellung mit organischen und anorganischen Bindersystemen eingesetzt. Die Ergebnisse der Simulationsrechnungen und der Analyse der Gie\u00dfgaszusammensetzung zeigten, dass der Einsatz von Zusatzbrennstoffen in der Form nicht zielf\u00fchrend ist, so dass die neuen Konzepte an der Formstoffoberfl\u00e4che zum Einsatz gebracht werden m\u00fcssen. Bei den neuen Konzepten handelt es sich um eine Brennkammer, die mit einem Ethanol\/Zellulose-Gel betrieben wird, um einen Brenner, der mit einem Propan\/Butan-Gasgemisch betrieben wird und um eine Hochspannungsz\u00fcndvorrichtung, mit der die Gie\u00dfgase gez\u00fcndet werden k\u00f6nnen. Die aufgef\u00fchrten Methoden sind in der Lage mit einem guten Wirkungsgrad die Schadstoffe in den Gie\u00dfgasen, sofern es sich dabei um Kohlenwasserstoffe handelt, zu CO2 und H2O zu oxidieren.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
Am 29.04.2010 wurde das abgeschlossene Projekt mit all seinen Resultaten in Osnabr\u00fcck im Rahmen einer Fachtagung ausgesuchtem Fachleuten pr\u00e4sentiert. Des Weiteren sollen die Ergebnisse zu einem sp\u00e4teren Zeitpunkt in der einschl\u00e4gigen Fachliteratur ver\u00f6ffentlicht werden.<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Die in diesem Projektvorhaben entwickelten Ma\u00dfnahmen zur oxidativen Gie\u00dfgaskonvertierung verstehen sich, jede f\u00fcr sich genommen, als Teil eines Ma\u00dfnahmenpakets, welches im Bedarfsfall geschn\u00fcrt werden kann. Jede dieser Methoden ist in der Lage die Gie\u00dfgasemission zu reduzieren. Durch die Kombination der entwickelten Konvertierungsmethoden ist es m\u00f6glich, f\u00fcr nahezu jeden Bedarfsfall eine L\u00f6sung zur Reduktion der Gie\u00dfgasemissionen zu generieren. Dies zeigten Praxistests, welche in den Gie\u00dfereien durchgef\u00fchrt wurden.
\nPers\u00f6nliche Gespr\u00e4che mit den Gie\u00dfereibetreibern zeigten dar\u00fcber hinaus, dass es einen gro\u00dfen Bedarf an flexiblen Methoden zur prozessintegrierten Gie\u00dfgaskonvertierung, wie sie in diesem Projekt entwickelt wurden, gibt, so dass eine Etablierung der vorliegenden Ma\u00dfnahmenkonzepte in den Gie\u00dfereien sehr wahrscheinlich ist.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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