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In der Konstruktionsphase einer metallurgischen Recyclinganlage ist die Prozessmodellierung als leistungsfähiges Werkzeug zur Unterstützung der Konstruktionsarbeit etabliert. Neben der Definition der richtigen Kapazitäten für Aggregate und Versorgungssysteme, bildet ein Prozessmodell den vorgesehenen Betrieb mit ausreichender Genauigkeit ab, um die wirtschaftlichen Zahlen abzuschätzen. Darüber hinaus können interne Recyclingströme frühzeitig berücksichtigt werden.

Ein Prozesskonzept ist die Visualisierung eines bestimmten metallurgischen Konzepts mit Basisdaten sowie den Hauptmassenströmen zwischen den einzelnen Aggregaten. Das Prozesskonzept veranschaulicht die Rahmenbedingungen zum Aufbau einer zusätzlichen Produktionslinie. Eine Abgasbehandlung ist eine typische Erweiterung - welche besonders empfehlenswert ist, wenn Rohstoffe recycelt werden, die komplexe und / oder gefährliche Stoffe enthalten.

Excel-Modellierung

Mit Microsoft Excel erstellte Prozessmodelle sind eine statische Abschätzung eines metallurgischen Prozesses. Metall- und Schlackenzusammensetzungen werden üblicherweise mit ausreichender Genauigkeit kalkuliert, was eine Abschätzung der Produktqualitäten sowie eventuell erforderlicher Schlackenbildner ermöglicht.

Thermodynamische Verteilungen werden normalerweise als feste Werte ohne Abhängigkeit von Parametervariationen festgelegt. Iterationen - erforderlich bei mehrstufigen Prozessen mit internen Recyclingströmen - werden manuell ausgeführt. 


Thermodynamische Modellierung

Bei komplexen Schmelz- und Raffinationsprozessen bieten Softwarepakete für thermodynamische Berechnungen wesentlich mehr Möglichkeiten zur Abschätzung von Prozessparametern und Produkten. Diese Modelle umfassen sowohl die Massen- und Energiebilanz als auch die Möglichkeit eines automatisierten Iterationsverfahrens, um den Prozess zu optimieren und Parameter zu finden - auch bei internen Recyclingströmen. Iterationen können innerhalb eines einzelnen Verfahrensschrittes programmiert werden (z. B. Zugabe von Siliciumdioxid für eine gewünschte Schlackenzusammensetzung), aber auch für das gesamte Prozessmodell (z. B. Brennerleistung zum Sicherstellen einer gewünschten Badtemperatur). Die Erstellung solcher Modelle erfordert in der Regel mehr Vorbereitung auf der einen Seite. Auf der anderen Seite enthält das Programm verschiedene interne Kontrollmechanismen, um ein konsistentes Modell sicherzustellen.

Basierend auf dem Prozesskonzept sowie auf dem Prozessmodell kann eine vorläufige Medienverbrauchsliste erstellt werden, um z. B. die Brenner- und Lanzenkapazitäten zu definieren. Darüber hinaus werden Produktmenge und -qualität abgeschätzt. Bei Bedarf werden eine grundlegende Abgaszusammensetzung und eine voraussichtliche Staub-, Halogen- und / oder Schwefelbelastung bereitgestellt. Basierend auf diesen Daten kann die Abgasreinigungsanlage ausgelegt werden.