Amelie - Prozessüberwachung und -steuerung

Abstract

Ziel des Projektes war die Entwicklung und Erprobung eines Demonstrators zum Recycling von Carbonbeton mittels Elektroimpulsverfahren (EIV). Dabei sollte eine vollständige Trennung von Carbonbewehrung und Betonmatrix erreicht sowie die technische Machbarkeit, die Skalierbarkeit des Prozesses und dessen Wirtschaftlichkeit bewertet werden. Grundlage bildeten langjährige Arbeiten der Technischen Universität Dresden zur energieeffizienten Zerstörung von Hartgesteinen. Zu Beginn des Vorhabens wurden Funktionstests durchgeführt, mit denen die prinzipielle Eignung des Verfahrens nachgewiesen und Ersatzmodelle zur Berechnung der elektrischen Feldstärken in carbonbewehrtem Beton entwickelt wurden. Diese dienten der Abschätzung der erforderlichen Durchschlagsspannungen und wurden zur Auslegung einer Stoßspannungsquelle herangezogen. Ergänzend dazu erfolgten Dauertests auf Komponentenebene, um relevante Randbedingungen für einen kontinuierlich arbeitenden Prototypen festzulegen. Für Parameterstudien und Leistungstests wurde ein im Batchbetrieb arbeitender Demonstrator entwickelt. Mit diesem wurden der Einfluss wesentlicher Prozessparameter wie Impulsenergie, Impulswiederholrate und Spülung sowie die Rückwirkungen der Entladungen auf die Stoßspannungsquelle untersucht. Die Versuche bestätigten den angestrebten Durchsatz von 500 kg/h und lieferten wesentliche Grundlagen für die weitere Entwicklung. Zum Abschluss des Projektes wurde auf Basis der gewonnenen Daten die Skalierbarkeit des Verfahrens hin zu einer industriellen Anwendung sowie dessen Wirtschaftlichkeit bewertet. Die Ergebnisse zeigen, dass das Elektroimpulsverfahren für die Aufbereitung von Carbonbeton geeignet ist und definieren Lastannahmen für die Entwicklung eines kontinuierlich arbeitenden Prototyps.