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Entwicklung und Validierung einer Modellstruktur zur quantitativ genauen Beschreibung des dynamischen Verhaltens von Drehrohrofenanlagen

Drehrohröfen werden in der chemischen und der Grundstoffindustrie eingesetzt, um Reaktionen mit Feststoffen bei hohen Temperaturen kontinuierlich durchzuführen. Aufgrund der langen Verweilzeit des Materials und der großen thermischen Trägheit sind solche Anlagen sehr schwer zu regeln. Außerdem sind die Messmöglichkeiten am Ofen sehr begrenzt und der Ofeninnenraum messtechnisch praktisch nicht zugänglich. Anlagen dieser Art stellen daher ein ideales Anwendungsfeld für Dynamische Echtzeitoptimierung (Dynamic Real Time Optimisation, DRTO) dar. DRTO basiert auf einem dynamischen Anlagenmodell, mit dem das Verhalten des Ofens quantitativ genau wiedergegeben wird.

Im vorliegenden Projekt wird eine Struktur entwickelt, nach der rigorose dynamische Modelle für beliebige Drehrohrofenanlagen leicht und schnell erstellt werden können. Als Anwendungsbeispiel wird ein Drehrohrofen zur Kalzinierung von Titandioxid-Weißpigment modelliert, der von der Firma TRONOX Pigments GmbH, Krefeld-Uerdingen betrieben wird. Das Modell wird anhand eines dynamischen Testfalls validiert , der den Anlagenbetrieb über 15 Tage wiedergibt. Die erforderlichen Betriebsdaten werden im Rahmen einer Messkampagne an der Anlage erhoben. Die Vorhersagegenauigkeit des Modells unter dem Einfluss unsicherer Parameter und Eingangsgrößen wird anhand einer Fehleranalyse abgeschätzt.