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Aufbereitung fester Abfallstoffe

Fragenkatalog für die Vorlesung und den Praktikum

Fragenkatalog für die Vorlesung und den Praktikum

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J. W.
Étudier
J. W.
Diese Lernkarten behandeln auf Universitätsniveau die Aufbereitung fester Abfallstoffe, wobei der Fokus auf der Beschreibung von Maschinen und Prozessen wie Einwellenzerkleinerern, Siebmaschinen und Sortiertechniken liegt. Sie erklären die Eigenschaften von Materialien wie Kunststoffen, Textilien und organischen Stoffen sowie die Ziele und Methoden der Abfalltrennung. Besonders nützlich sind sie für Studierende und Fachleute, die sich mit der technischen Aufbereitung von Abfällen beschäftigen und die Funktionsweise sowie die Anwendungsbereiche der verschiedenen Technologien verstehen müssen.
Cartes-fiches
43
Utilisateurs
1
Langue
Allemand
Catégorie
Technique
Niveau
Université
Créé / Mis à jour
19.01.2014 / 30.10.2020
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Cartes-fiches

 Wodurch unterscheiden sich Brecher von Mühlen?

Brecher: Grobzerkleinerung

Mühle: Feinzerkleinerung

Welche Material- und Zerkleinerungseigenschaften verbinden Sie mit dem Adjektiv „duktil“?

duktil -> dauerhaft verformbar

Beschreiben Sie die wesentlichen Zerkleinerungsmerkmale von Kunststoffen.

  • zähelastisch - hart & bruchfest
  • teilweise temperatur- & wärmeabhängig
  • Zerkleinerungsmerkmal: Scherung -> Schnitt- / Reißbeanspruchung

Nennen Sie 3 typische Ziele von Zerkleinerungsprozessen.

  • herabsetzen der oberen Korngröße
  • aufschließen von "Verwachsungen", d.h. Freilegen von Einzelkomponenten aus Verbundstoffen
  • Konfektionieren für weitere Aufbereitungsschritte
  • Oberflächenvergrößerung

Holz soll für einen anschließenden biologischen Prozess vorbereitet werden und wird hierzu mittels Zerkleinerung „zerfasert“. Was ist das Ziel des Zerkleinerungsprozesses?

  • Zerfaserung um konfektionieren für weitere Aufbereitungsschritte zu ermöglichen
  • Oberflächenvergrößerung-> größere Angriffsfläche für Mikroorganismen

 Betonabbruch mit einer Kantenlänge von bis zu 1.000 mm soll als Recyclingmaterial verwendet werden. Was sind die Ziele des Zerkleinerungsprozesses?

  • Herabsetzen der oberen Korngröße, Grobstückig, Feinkorn vermeiden
  • -> gerigne Kornschwankungen

 Beschreiben Sie, wie sich ein Bauschuttgemisch mit den Komponenten Beton, Armierungsstahl und Holz in einem Backenbrecher verhält (untersuchen Sie jede Stoffgruppe)

  1. Beton: zerkleinert, grobstückig gemacht
  2. Armierungsstahl: verformt, verbogen, nicht zerteilt
  3. Holz: zersplittert, ggf. schlechtes Zerkleinerungsergebnis

-> Verbunde aufschließen

-> Holz/Stahl können System zum erliegen bringen

 Sie erhöhen die Drehzahl in einer Prallmühle von 20 auf 40 m/s Umfangsgeschwindigkeit; welche Auswirkung hat dies bei der Zerkleinerung von Ziegelbruch?

  • höhere Geschwindigkeit -> mehr Zerkelinerung
  • je nach Beschickung mehr Durchsatz
  • größere Luftwirbel -> mehr kleinere Teile im System -> Schmirgelwirkung höher -> höherer Verschleiß

Hammermühlen sind ähnlich zu Prallmühlen aufgebaut. Was sind die wichtigsten verfahrenstechnischen und konstruktiven Unterschiede? (2 Argumente)

  • bewegliches Schlaginstrument -> richten sich auf durch Fliehkraft
  • Hauptbeanspruchung: Schlag

 Welche Beanspruchungsarten treten bei einer Kranschere auf? Und was ist ein typischer Einsatzbereich für diese Technik?

  • Scherung, Druck
  • Stückigmachen von Stahlbeton

 Beschreiben Sie die Beanspruchungsabfolge in einer Schrottschere im x-y-z Koordinatensystem.

  • Material in x-Richtung verdichtet
  • Material in y-Richtung zur Schere pressen
  • Material wird durch in z-Richtung liegende Schere zerteilt

 Wodurch wird die Leistung [t/h] einer Schrottschere bestimmt?

  • Aufgabenmaterial
  • Arbeitsleistung
  • Anzahl der durchzuführenden Schnitte
  • Festigkeit und Bauart
  • Beschickung durch Kranführer

 Beschreiben Sie, wie sich das Produkt eines Grünabfallshredders und eines Kammwalzenzerkleinerers unterscheiden.

  • Grünabfallschredder: viel Feinkornanteil, geschnittene Kanten
  • Kammwalzenzerkleinerer: geringe Korngrößenverteilung, Selektivität, gerissene Endpunkte

 Ein Einwellenzerkleinerer liefert ein Endkorn < 100 mm. Beschreiben Sie, an welchen Stoffmerkmalen Sie erkennen können, ob ein Einzelstück aus einem Einwellenzerkleinerer oder aus einer Rotorschere stammt.

  • Einwellenzerkleinerer: Stoffe reißend & schneidend beansprucht
  • Rotorschere: Stoffe nur geschnitten

 Welche konstruktiven Möglichkeiten stehen zur Verfügung, um Wärmeentwicklung im Einwellenzerkleinerer zu begrenzen?

  • Absaugen von Staubpartikel
  • Wasserzugabe

 Worin besteht der wichtigste Unterschied zwischen Einwellenzerkleinerer und Schneidmühle?

  • Einwellenzerkleinerer: Scheiden und Reißen
  • Schneidmühlen: Schneiden

 Sie wollen zu Ballen verdichtete Kunststofffolien inkl. Draht auf < 25 mm zerkleinern, welches Aggregat wählen Sie dafür aus und warum?

Einwellenzerkleinerer, da:

  • Ballenstruktur wird aufgerissen durch Reißvorgang
  • Austragsrost definiert Endgröße

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Lese ab:

a) Welches Wertstoffausbringen erzielen Sie für Textilien in einer Siebfraktion > 200 mm?

 b) Welches Massenausbringen Feingut erwarten Sie bei einem Siebschnitt von 60 mm und einem unterstellten Siebwirkungsgrad von 100 %? (Rechnung)  
Unterstellen Sie folgende Massenverteilung :
Organik     60 %
Textilien    20 %
PPK      20 %

c) Wie hoch ist der Anteil an Organik in der Fraktion < 60 mm?

a) 60%

b) Organik: 0,6*(1-0,3) =42%

Textilien: 0,2*(1-0,95)=1%

PPK: 0,2*(1-0,7)=6%

c) Gesamt < 60mm: 49%

Anteil Organik: 42/49 = 85,7%

 Nennen Sie 5 Ziele für den Einsatz von Klassiertechnik in der Aufbereitung.

  1. Konfektionieren von Stoffen für die nachfolgende Verwendung
  2. Abtrennen von Grob- bzw. Feinkorn, wenn diese im folgenden Prozess stört
  3. Abtrennen einer Kornfraktion, in der bestimmte Eigenschaften angereichert sind
  4. Konfektionierung für weitere Trennvorgänge, die nur bei engem Körnungsband möglich sind
  5. Entlastung einer Zerkleinerungsanlage durch Abscheiden des Feingutes

Die Wahrscheinlichkeit, dass ein einzelnes Partikel beim Klassiervorgang eine Sieböffnung passieren kann, lässt sich mathematisch beschreiben.  Welcher Zusammenhang besteht zwischen offener Siebfläche A O , der Sieböffnung l und dem Partikeldurchmesser d?

A_o = 100 * l^2/(l+s)^2

W= A_o * (1-d/l)^2

-> je höher d an l liegt, umso geringer die Wahrscheinlickeit für das Passieren einer Sieböffnung

 Wie beeinflusst der Wassergehalt den Sieberfolg einer Siebung bei 3 mm, wenn feinkörniger Schmutz von Kunststoffen getrennt werden soll? Skizzieren Sie den Zusammenhang in einer x-y Grafik.

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Sieberfolg und Bindungskräfte

 Erläutern Sie, was die Maschinenkennziffer K v  beinhaltet (Skizze)

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  • beschreibt die Kornbeanspruchung durch eine spezielle Maschine
  • Siebeigenschaften eines Korngemisches bestimmen die Auswahl der Siebtechnik

Was ist der Grenzkorn?

Als Grenzkorn wird das Korn bezeichnet, das aufgrund seienr Größe und Form eine Sieböffnung gerade nicht mehr passieren kann. Bei hohem Grenzkornanteil "verstopft" der Siebbelag die offene Siebfläche

 Kaufen Sie eine Siebmaschine ein. Welche Daten geben Sie dem Maschinenlieferanten, damit dieser eine geeignete Dimensionierung vornehmen kann?

  • Charakteristik des Siebgutes: Schüttdichte, Kornform, Festigkeit, Grenzkornanteil, gröbstes Korn im Aufgabenmaterial, Feuchtigkeit
  • Durchsatz je Zeiteinheit
  • Angestrebte Trennkorngröße & Trennung
  • Einschätzung des Schwierigkeitsgrades für die Siebklassierung
  • Lokale Verhältnis zum Aggregateinbau

 Nennen Sie 5 physikalische Stoffmerkmale, die zur Sortentrennung (Sortierung) genutzt werden können.

  • magnetische Eigenschaften (Magnetabscheider)
  • elektrische Leitfähigkeit (Wirbelstromscheider)
  • Kornform (Rollscheider)
  • Stoffdichte (Luftherd)
  • öptische Eigenschaften (NIR Sensor)

Für die Magnetscheidung sind die Parameter Feldstärke und Feldgradient maßgeblich. Beschreiben Sie, was diese Parameter aussagen.

  • Feldstärke: Maß für die Fähigkeit eines physikalischen Feldes eine Kraft auf einen Testkörper auszuüben
  • Feldgradient: Änderung des Feldes in Richtung zunehmender Feldstärke

 Worin unterscheiden sich die Dauer-Magnetwerkstoffe Ferrit und Neodym-Eisen-Bor?

Um die gleiche Feldstärke zu erreichen, benötigt man mit Neodym wesentlich weniger Volumen als bei Ferrit

 Nennen Sie die 5 maßgeblichen Betriebsparameter für Wirbelstromscheider mit exzentrischem Polrad. Was wird damit beeinflusst?

  1. Geschwindigkeit des Gurtes -> Vereinzelung
  2. Drehzahl des Polrades -> Feldfrequenz
  3. Bestückung des Polrades -> Feldfrequenz
  4. Stellung des Polrades -> Angriffspunkt der aushebenden Kraft
  5. Stellung des Scheitels (Trennung der Stoffströme NE / Nichtmetalle)

 Zur Grundeinstellung eines Wirbelstromscheiders müssen Sie einen Betriebsparameter auf Null setzen. Geben Sie diesen Parameter an.

Einstellung des Scheitels mit ausgeschaltetem Polrad, so dass nur Schwerkraft wirkt und eine eindeutige Scheitelstellung allein nach Wurfparabel gefunden werden kann

Einflussparameter auf den Trennerfolg eines Wirbelstromscheiders

  • Größe und Gewicht der NE-Metalle -> Korngröße 3:1 (ober:unter Korn)
  • Form der NE-Metalle
  • elektrischer Widerstand
  • Stoffdichte
  • Stärke und Reichweite der magnetischen Wechselfelder
  • Frequenz des magnetischen Wechselfelded (-> je kleiner der Korn desto höher die Frequenz)

 Nach welchen Eigenschaften trennen Windsichter?

  • Auftrieb
  • Schwerkraft
  • Widerstand

 Nennen Sie 4 Einsatzgebiete für Luftherde.

  • Agrartechnik
  • Kunststoffaufbereitung
  • Kabelaufbereitung
  • Hausmüllaufbereitung

 Geben Sie einen wesentlichen Betriebsparameter an, in dem sich Handsortierung und sensorgestützte Sortierung unterscheiden (nennen Sie Größenordnungen).

Bandgeschwindigkeit

  • Handsortierung 4-10 m/min= 0,006-0,17 m/s
  • Sensor: ca. 2,5-3 m/s

 Welche 4 Grundfunktionen sind in jedem sensorgestützten Sortierprozess zu finden?

  • Vereinzelung
  • Erkennung
  • Klassifikation
  • Trennung

 Welche Informationen müssen sensorisch erfasst werden, um auf einem „Bandsortierer“ sortieren zu können?

  • Form
  • Farbe (Glanz, Weißgrad)
  • Position
  • Größe

 Nennen Sie drei Eigenschaften, die im sichtbaren Lichtspektrum detektiert werden können.

  • Farbe (-> Beleuchtung entscheidend!)
  • Form
  • Reflektion
  • Transmission

 Welche Materialeigenschaften werden im nahen Infrarotspektrum „erkannt“? (NIR)

Kunststoffe und Zellstoffe auf Grundlage der spezifischen IR-Spektren

Weclhes grundlegende Problem tritt bei der Identifikation von Kunststoffen durch die NIR Spektroskopie auf?

Schwarze Objekte werden nicht erkannt, denn sie reflektieren nicht sondern absorbieren das Licht

 Welche Stoffe lassen sich mit Röntgendetektion sortieren? (3 Beispiele)

  • Trennung von Batterien / Akkus
  • Sortierung von Mineralien
  • Elektrokleingeräte aus Gelber Tonne
  • Trennung von Metalllegierungen nach Dichte

Wie wird der Wassergehalt einer Probe bestimmt? Geben Sie dazu eine genaue Definition an.

Der Wassergehalt gibt die Menge an Wasser an, die in einem Material enthalten ist.

Trocknung nach DIN bei 105°C

w= (m_w)/(m_w + m_tr) = (m_2 - m_3)/(m_2 - m_1) *100%

m_1: Taragewicht; m_2: Masse feucht; m_3: Masse trocken

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