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27. Apr 2017

Slurry-Pipelines

Slurry-Pipelines / Kostensenkung durch hohe Feststoffkonzentrationen

Abbau und Verarbeitung von Kohle und Erzen finden meist in entlegenen, wenig erschlossenen Regionen statt. Minen und Verarbeitungsanlagen liegen oft mehrere hundert Kilometer auseinander, sodass der Feststofftransport durch Pipelines häufig die einzig wirtschaftlich sinnvolle Alternative darstellt. Um die Anlagendimensionen und damit die Kosten möglichst gering zu halten, erfolgt der Feststofftransport in Form von bis an die Grenzen der Pumpfähigkeit aufkonzentrierten Suspensionen. Als unerwünschter Effekt tritt fast immer ein nicht-newtonsches Verhalten mit Fließgrenze auf.

Abhilfe schaffen kann hier eine maßgeschneiderte Rührtechnik, die vor den Pump-stationen und am Ende der Pipeline zum Verflüssigen der Suspensionen in Behältern bis zu 10.000 m³ eingesetzt wird. Mithilfe dieser Technik können, mit einem relativ geringen Investitions- und Betriebskostenaufwand, hochkonzentrierte Feststoffsuspensionen störungsfrei transportiert werden.

Eine weitere Anforderung, damit das Down-Stream-Processing störungsfrei und mit gleichbleibendem Ausstoß erfolgen kann, ist das vollständige Mischen der verschiedenen Zulaufströme. Für eine pumpfähige Verflüssigung der Suspension im gesamten Behälter und zur Überwindung der Fließgrenze, insbesondere in Wandnähe und an der Oberfläche, muss bei der Auslegung der Rührkessel eine ausreichende Schubspannung im Fluid sichergestellt werden. Die von EKATO speziell konzipierte Methodik ermöglicht hier einen raschen und sicheren Scale-up auf Basis eines standardisierten Tests mit Originalslurry. Parallel wurde ein numerisches Modell (CFD) entwickelt und validiert, das die verschiedenen Strömungszustände bei dieser Anwendung darstellen kann: turbulent in Rührernähe, durch einen Übergangsbereich laminar im Wandbereich bis hin zur Fließgrenze. CFD (Computational Fluid Dynamics) erlaubt schnelle Parameterstudien, mit denen insbesondere verschiedene Behältergeometrien untersucht und somit der Versuchsaufwand minimiert werden kann.

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