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Drehreaktor im Blick

Automatisiertes, bildbasiertes Analyseverfahren erkennt Anhaftungen in Drehrohrreaktoren und sorgt für optimale Verarbeitungsprozesse.

Schematischer Aufbau des Analysesystems: (Infrarot-)Kamera, Drehrohr und beispielhafte Bildverfolgung einer Anhaftung.
Für Verbrennungs- und Mischprozesse kommen häufig Drehreaktoren zum Einsatz, wie etwa bei der Abfallbehandlung, der Zementherstellung oder beim Metallrecycling. Dabei werden die Reaktionsmaterialien in ein Hohlrohr eingeführt und durch eine langsame Drehbewegung des Rohrs durchmischt. Mit einem zusätzlichen Brenner im Rohr können Verbrennungsprozesse durchgeführt werden.

Durch den stetig kreisenden Materialfluss setzen sich mit der Zeit Anhaftungen auf der Rohrinnenwand ab. Solche Ablagerungen sind bis zu einem gewissen Grad unproblematisch. Wachsen sie jedoch zu stark an, wird der Prozess im Reaktor negativ beeinflusst – im Extremfall wird das Rohr sogar zugesetzt. Deshalb werden Drehrohre in regelmäßigen Intervallen gereinigt. Bekannte Verfahren zur Beobachtung der Ablagerungen bieten nur unzureichende Messergebnisse oder bedingen den Stillstand des Reaktors während der Überprüfung.

Am Institut für Angewandte Informatik (IAI) des KIT haben Wissenschaftler ein automatisiertes System zur Anhaftungsanalyse entwickelt, mit dem Drehreaktoren im laufenden Betrieb überwacht werden können. Hierbei wird eine Kamera oder bei sichteingeschränkten Prozessen eine Infrarotkamera am Auslass des Drehrohrs befestigt und nimmt Bildsequenzen aus dem sich drehenden Rohrinneren auf. Eine eigens entwickelte Software wertet lokale Bildmerkmale, wie Struktur, Kontrast oder Helligkeitsverlauf, anhand eines Algorithmus aus und identifiziert potenziell kritische Anhaftungen. Diese Punkte werden im Bildverlauf verfolgt, sodass eine umlaufende Bewegungslinie entsteht, aus der Höhe und Lage der Ablagerungen im Drehreaktor ermittelt werden können.

Das System kann direkt mit dem Prozessleitsystem verbunden werden. So ist in Anhängigkeit von den Messungen die automatische Prozesssteuerung möglich, etwa durch eine Temperaturerhöhung oder die Änderung des Mischungsverhältnisses im Drehreaktor. Aufgrund der kontinuierlichen Beobachtung der Anhaftungen entfallen unnötige, prophylaktische Inspektionen. Dadurch können Kosten und Zeit für die Reinigung der Drehrohre eingespart werden.

Zum industriellen Einsatz und zur anwendungsoptimierten Weiterentwicklung sucht das KIT Industriepartner.

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Ihr Ansprechpartner für dieses Angebot

Dr. Rainer Körber, Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
Innovationsmanager, Innovations- und Relationsmanagement (IRM)
Telefon: +49 721 608-25587

E-Mail: rainer.koerber@kit.edu

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