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Titelaufnahme

Titel
Modellierung und Optimierung einer Bandtrocknungsanlage zur Trocknung von Holzspänen für die Pelletsproduktion / eingereicht von Matthias Schmöllerl
VerfasserSchmöllerl, Matthias
GutachterPröll, Tobias ; Kronberger, Bernhard
ErschienenWien, März 2016
Umfangx, 99, 29 Blätter : Illustrationen, Diagramme
HochschulschriftUniversität für Bodenkultur Wien, Univ., Masterarbeit, 2016
SpracheDeutsch
DokumenttypMasterarbeit
Schlagwörter (DE)Bandtrockner, Modellierung, Pelletsproduktion, Spänetrocknung
Schlagwörter (EN)conveyor belt dryer , modeling, woodpellet production, drying of woodchips
Schlagwörter (GND)Holzspan / Pellet / Bandtrockner
URNurn:nbn:at:at-ubbw:1-21598 Persistent Identifier (URN)
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Modellierung und Optimierung einer Bandtrocknungsanlage zur Trocknung von Holzspänen für die Pelletsproduktion [34.28 mb]
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Zusammenfassung (Deutsch)

Bei Bandtrocknungsprozessen stellen die Qualität des erhaltenen Endprodukts im Sinne einer gleichmäßigen und gleichbleibenden Materialfeuchte, der energieeffiziente Betrieb der Anlage und natürlich ein möglichst hoher Durchsatz an Trocknungsgut die wesentlichen Optimierungsmöglichkeiten dar. Ziel dieser Diplomarbeit ist es, das mögliche Potential als auch die Grenzen der Optimierung des Bandtrocknungsprozesses aufzuzeigen. Als Untersuchungsobjekt hierfür diente eine im industriellen Betrieb befindliche Bandtrocknungsanlage zur Trocknung von bereits gemahlenen Holzspänen für die Holzpelletsproduktion. Aufgrund der erhobenen Messdaten im Bereich der Feuchteverteilung am Bandende, welche eine hohe Inhomogenität aufweist, erfolgte in einem ersten Schritt die Untersuchung der Mischgüte, der im Bandtrockner eingesetzten Wendewerke. Hierzu wurde die Qualität der Durchmischung der vorhandenen Paddelwendewerke mit einer eigens entwickelten Stachelwalze an einem Versuchsaufbau verglichen. Es konnte gezeigt werden, dass durch entsprechende Adaptierung der Wendewerke eine vollständigere Durchmischung der Materialschüttung ermöglicht werden könnte. Zur Untersuchung der möglichen Auswirkungen einer verbesserten Durchmischung, sowie veränderter Prozessparamter auf die eingangs erwähnten wesentlichen Kenngrößen, wurde ein physikalisches Modell entwickelt. Zur Bewertung der Validität des Modells sind die erhaltenen Simulationsergebnisse bei jeweils gleichen Eingangsgrößen im Vergleich zu den Messdaten dargestellt. Anhand des hier entworfenen Modells lassen sich alle Betriebszustände bei unterschiedlichen Stell- und Störgrößen simulieren. Die erhaltenen Simulationsergebnisse zeigen, dass aus wirtschaftlicher Sicht stets eine Maximierung des Durchsatzes durch Anhebung aller Stellgrößen (Schütthöhe der Späne am Trocknerband, Trocknungsluftvolumenstrom welcher durch die Gebläsedrehzahl eingestellt wird und die Anfangstemperatur der Trocknungsluft) sinnvoll ist. Mit dem Durchsatz steigt im untersuchten Bereich auch die Energieeffizienz der Anlage. Allerdings erhält man dabei eine Reduktion der Trocknungsgüte, also eine Steigerung der Inhomogenität der Feuchte des Trocknungsguts am Ende der Bandtrocknungsanlage.

Zusammenfassung (Englisch)

The main optimization possibilities of a conveyor belt dryer are the product quality, indicated by a preferably homogeneous water content distribution of the drying material, an energy efficient operation mode and of course a high massflow of drying material. In this thesis, the potential as well as the limits of improvement for conveyor belt dryers should be identified. Therefore, a conveyor belt dryer, which is part of an industrial wood pellet production line was investigated. The measured data for the water content distribution in the chipped wood layer at the final stage of the plant has shown a high degree of inhomogeneity. The moisture distribution is the most important parameter to specify the product quality after passing the drying step. To improve the product quality through better homogenisation of the chipped wood layer on the belt, experiments with several types of mixing gadgets were done on a separate testing facility. Compared to the actually installed paddle drum, the best homogenisation results of the material layer were obtained by using a thorn mixing drum. To investigate the possible effects of better mixing and changed process parameters, a physical model, which describes the whole conveyor belt dryer, was developed. To estimate the model validity, the obtained simulation results were compared to corresponding measured values at the same entry conditions. The simulation offers a convenient way to test the influence of different input variables on the system for examining serveral operating points. The obtained simulation results show, that the most economic operating condition can be obtained by maximising the material flow through the drying plant, by increasing all input variables (thickness of the material layer, flow and temperature of the drying air). By increasing the material flow also the energy efficiency of the drying process is rising. However it can be shown, that the inhomogeneity of the material moisture is also increasing for a higher material flow, which leads in this case to a worse product quality after the drying step.