Aufbereitung fester Abfallstoffe
Fragenkatalog für die Vorlesung und den Praktikum
Fragenkatalog für die Vorlesung und den Praktikum
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?
- Geschwindigkeit des Gurtes -> Vereinzelung
- Drehzahl des Polrades -> Feldfrequenz
- Bestückung des Polrades -> Feldfrequenz
- Stellung des Polrades -> Angriffspunkt der aushebenden Kraft
- 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
Worin besteht der messbare Unterschied zwishen schneiden und reißen?
Abstand Schneidwerkzeuge, s = 0.1mm
Nennen Sie sinnvolle Stoffgruppen in die sich Rostasche aus der Müllverbrennung einteilen lässt!
- Metalle ca. 10%
- 2-3% Ne-Metalle davon ca. 70% Aluminium
- 7-8% Fe
- Mineralik ca. 88-89%
- Unverbranntes ca. 1%
- Verbundschlacke
Sie ordnen einen a) ÜMS und einen b) Bandrollenmagnetscheider (BMS) in Reihe an. Welche Prozessstufe liefert die höhere Produktreinheit? Welche Produktstufe erzielt das höhere Ausbringen?
a) höhere Reinheit b) höheres Ausbringen
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)
- Beton: zerkleinert, grobstückig gemacht
- Armierungsstahl: verformt, verbogen, nicht zerteilt
- 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
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.
- Konfektionieren von Stoffen für die nachfolgende Verwendung
- Abtrennen von Grob- bzw. Feinkorn, wenn diese im folgenden Prozess stört
- Abtrennen einer Kornfraktion, in der bestimmte Eigenschaften angereichert sind
- Konfektionierung für weitere Trennvorgänge, die nur bei engem Körnungsband möglich sind
- 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
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Cartes-fiches
Worin besteht der messbare Unterschied zwishen schneiden und reißen?
Abstand Schneidwerkzeuge, s = 0.1mm
Nennen Sie sinnvolle Stoffgruppen in die sich Rostasche aus der Müllverbrennung einteilen lässt!
- Metalle ca. 10%
- 2-3% Ne-Metalle davon ca. 70% Aluminium
- 7-8% Fe
- Mineralik ca. 88-89%
- Unverbranntes ca. 1%
- Verbundschlacke
Sie ordnen einen a) ÜMS und einen b) Bandrollenmagnetscheider (BMS) in Reihe an. Welche Prozessstufe liefert die höhere Produktreinheit? Welche Produktstufe erzielt das höhere Ausbringen?
a) höhere Reinheit b) höheres Ausbringen
