Ziel dieser Arbeit ist es, die NH3-Freisetzung aus Festmist zu untersuchen. Dabei stellen die Emissionsvorgänge im Stall und während der Lagerung den Schwerpunkt dieser Arbeit dar, da an diesen Emissionsorten der NH3-Verlust aus Festmist am größten ist. Wegen der Komplexität des Systems wird das systemtechnische Verfahren der Bildung und Simulation eines Systemmodells gewählt. Die durch die Modellsimulation ermittelten wesentlichen Systemgrößen sind dann Grundlage für Überlegungen, wie durch verfahrenstechnische Maßnahmen eine Verringerung der NH3-Emission zu erreichen ist. Ausgangspunkt der Systemanalyse und -modellierung sind zwei in der Literatur angegebene Modelle für die NH3-Emissionen aus Flüssigmist Diese Modelle werden zunächst analysiert und auf die Übertragbarkeit auf Festmist überprüft. Da im Festmist aerobe Prozesse zur Selbsterwärmung führen, und weil einige Emissionsprozesse exponentiell von der Temperatur abhängen, ist es erforderlich, die Temperaturverteilung in das Modell einzubeziehen. Wegen der ständigen Systemveränderungen muß die Emissionsmodellierung dynamisch mit der Temperaturfeldberechnung gekoppelt werden. Die Berechnung der Stoff- und Energieströme erfolgt mit der Finite-Element-Methode. Die Schnittstellen, wie die Kopplung der Feldgrößen und die Ein- und Ausgabe, werden mit FORTRAN realisiert. Zwei Überprüfungsmethoden validieren das RechenmodelL Zum einem wird das Rechenprogramm auf innere Konsistenz überprüft. Dazu dienen sowohl das Gesetz der Massenerhaltung als auch bekanntes Systemverhalten bei der Parametervariation. Zum anderen werden einzelne Systemvariablen mit Meßergebnissen verglichen, um den Wertebereich der Veränderlichen zu kontrollieren. Ein Haupteinflußfaktor mit großem verfahrenstechnischen Minderungspotential ist der Stoffübergangskoeffizient der NH3-Freisetzung aus Festmist. Eine Senkung dieses Stoffübergangskoeffizienten bewirkt eine Emissionsminderung. Verfahrenstechnisch ist eine Verringerung des Stoffübergangskoeffizienten durch zwei Maßnahmen realisierbar. Eine Absenkung der Luftgeschwindigkeit über der Emissionsquelle vermindert den Stoffübergangskoeffizienten durch eine Veränderung der Freisetzungsprozesse in der Luft. Auf der Festmistseite ist der Stoffübergangskoeffizient durch eine lose Einstreuschicht an der Oberfläche reduzierbar. Eine weitere Möglichkeit, den NH3-Emissionsstrom zu senken, ist die Verringerung des pH-Wertes durch Säurezugabe. Eine Senkung unter pH-Wert 6 führt zum völligen Rückgang der Emission. Jedoch ist eine Senkung verfahrenstechnisch sehr kompliziert, da der Festmist Säure-Base-Puffer enthält. Zudem hat eine zu starke pH-Wert-Senkung nachteilige Folgen, wie Materialverätzungen und Tierschädigungen. Das vorgestellte Modell kann Ausgangspunkt für ein Systemmodell sein, das die NH3-Emission aus Festmist genau quantifiziert. Ein solches weiterführende Modell könnte sich eignen, um verfahrenstechnische Konzepte zur NH3-Emissionsminderung im Vorfeld auf Wirksamkeit zu optimieren. Effiziente Maßnahmen zur Reduzierung der Emissionen können auf diese Weise schnell und mit einem verminderten Versuchsaufwand gefunden werden. Der verwendete Modellansatz kann auch auf andere Gasemissionen der Tierhaltung angewandt werden. Eine Berechnung verschiedener Gasströme in einem Modell ist möglich. Allgemein ist die Anwendung dieses Modellansatzes auf Systeme vorteilhaft, bei denen eine Kopplung von Stoff- und Energieströmen vorliegt.     «

Ziel dieser Arbeit ist es, die NH3-Freisetzung aus Festmist zu untersuchen. Dabei stellen die Emissionsvorgänge im Stall und während der Lagerung den Schwerpunkt dieser Arbeit dar, da an diesen Emissionsorten der NH3-Verlust aus Festmist am größten ist. Wegen der Komplexität des Systems wird das systemtechnische Verfahren der Bildung und Simulation eines Systemmodells gewählt. Die durch die Modellsimulation ermittelten wesentlichen Systemgrößen sind dann Grundlage für Überlegungen, wie durch ver...     »

A system-model had been to developed for measurements of NH3-emission from solid manure. It describes the formation, transportation and the emission of NH3. The starting points of systems analysing and modelling were two models for the NH3-emission from liquid manure indicated in the literature (ELLIOTT and COLLINS, ZHANG et al.). These were analysed whether the processes of liquid manure can be transferred to solid manure. The finite element analysis (FEA) was used to solve the balance equations for the NH3-mass-flows and the heat flows, which can be considered with solid manure. Model assumptions enabled to simplify the complexity of the system, so a system-model could be created for solid manure. The model parameters were varied independently (ceteris paribus) in the analysis of sensitivity. Thus the mass-transfer coefficient and the pH value were found as main measured variables of the emission. These parameters are discussed on realisation of process engineering.      «

A system-model had been to developed for measurements of NH3-emission from solid manure. It describes the formation, transportation and the emission of NH3. The starting points of systems analysing and modelling were two models for the NH3-emission from liquid manure indicated in the literature (ELLIOTT and COLLINS, ZHANG et al.). These were analysed whether the processes of liquid manure can be transferred to solid manure. The finite element analysis (FEA) was used to solve the balance equation...     »