V Suspensionsvorbehandlung

Question 1

Probleme bei der direkten Trennung von Suspensionen?

Answer 1

• Suspension enthält sehr kleine Teilchen
• Suspension ist sehr heterogen
• Suspension ist sehr gering konzentriert

Question 2

Warum sind sehr kleine Teilchen ein Problem bei der Auftrennung?

Answer 2

⇒ Sinkgeschwindigkeit sehr klein (insbes., wenn (ρs-ρL) sehr klein und/oder ηL sehr groß)
⇒ Filtrationsgeschwindigkeit sehr klein
⇒ Entfeuchtung von Filterkuchen erschwert

Question 3

Warum ist es ein Problem für die Auftrennung wenn die Mischung sehr heterogen ist?

Answer 3

⇒ Entmischung der Partikeln bei Einzelkornsedimentation

⇒ Fein- oder Grobanteil stört optimalen Betrieb von Trenngeräten

Question 4

Warum ist es ein Problem für die Auftrennung wenn Suspension gering konzentriert ist?

Answer 4

⇒ Entmischung der Partikeln

⇒ Verzögerter Filterkuchenaufbau → trübes Filtrat

Question 5

Methoden zur Suspensionsvorbehandlung zur

Verbesserung von Trennprozessen?

Answer 5

• Abtrennen von Fein- oder Grobkorn zur Homogenisierung des Partikelspektrums (Klassieren)
• Addition von Filterhilfsmitteln zur Ausbildung permeabler
  Haufwerksstrukturen („Stützkorn“)
• Entgasen oder Entschäumen zur Verbesserung der Handhabung
• Verringern der Viskosität (Temperatur ↑) zur Beschleunigung des Trennprozesses
• Verringern der Oberflächenspannung (Tenside) zur Verbesserung der Entfeuchtung
• Eindickung zur Vermeidung von Entmischungen und Durchsatzerhöhung
• Agglomeration der Feststoffe zur Beschleunigung der Sedimentation und Verbesserung der Filterkuchenpermeabilität

Question 6

Methoden zur Klassierung?

Answer 6

• Siebe / Bogensiebe
• Aufstrom-, Spiral-, Rechenklassierer
• Hydrozyklone
• Gezielte Überlastung von Trennapparaten

Question 7

Verbesserungen für den Trennprozess?

Answer 7

• Vermeidung:

• Rührerblockaden durch Grobkorn
• Düsenverstopfungen durch Grobkorn
• Verschleiß durch Grobkorn
• Filtertuchverstopfung durch Feinkorn
• hohem Kuchenwiderstand und Kapillar
• druck durch Feinstkorn

Question 8

Was verändert Zugabe von Filterhilfsmitteln (body feed filtration)?

Answer 8

• Verbesserungen für den Trennprozess
  • Vergrößerung der Permeabilität und Konsistenz von Filterkuchen
• schnellere Filterkuchenbildung
• geringere Filterkuchenrestfeuchte
  • Adsorption kolloidaler Partikeln an die Oberfläche des Filterhilfsmittels
• klares Filtrat

Question 9

Beispiele für Filterhilfsmittel?

Answer 9

• Kieselgur
• Perlite
• Cellulose

Question 10

Warum Entgasung, Entschäumung?

Answer 10

• Ungewollte Entstehung von Schäumen bei Begasungen z.B. zur Stoffumsetzung oder Schaumflotation
• Schaumschichten negativ für Prozess

Question 11

Warum ist Schaumschichten negativ für Prozess?

Answer 11

• Verringerung des effektiv nutzbaren Volumens
• Größere Behälterdimensionierung
• Geringere Raumausbeuten
• Betriebsprobleme (Niveauregelung)

Question 12

Wie kann Schaum bekämpft werden?

Answer 12

• Chemische Antischaummittel

• Oft schlechterer Stoffübergang
• Produktverunreinigung
• Erhöhte Betriebskosten

• Mechanische Schaumzerstörung durch Beregnen oder spezielle Turbinen („EKATO FOAMJET“)

Question 13

Warum Vorkonzentrierung/Eindickung?

Answer 13

• Verbesserungen für den Trennprozess
  • Kostengünstige Entfernung von Klarflüssigkeit durch einfache Technik
  • Verkleinerung des nachfolgenden hochwertigen Trennapparates
  • Physikalische Ermöglichung des nächsten Trennschrittes
  • Vermeidung von Partikelentmischungen im nächsten Trennschritt
  • Verringerung des Feststoffdurchschlages ins Filtrat von Filtern

Question 14

Methoden zur Voreindickung?

Answer 14

• Rund- oder Längseindicker
• Lamellenklärer
• Hydrozyklone
• Eindickdekanter
• Blatt- oder Kerzenfilter mit Nassaustrag Blatt- filter
• Querstromfilter…

Question 15

Warum Agglomeration?

Answer 15

• Schnellere Sedimentation

- Vorteile für die Kuchenfiltration

Question 16

Warum hat Agglomeration Vorteile bei der Kuchenfiltration?

Answer 16

• Schwarmsedimentation
⇒ Weniger Feststoffdurchschlag
⇒ Keine Klassierung (Deckschicht)
• Anstieg der Kuchenporosität u. Porengröße
⇒ Durchsatzerhöhung
⇒ Restfeuchteabsenkung
⇒ Eventuell Verschlechterung einer Kuchenwäsche

Question 17

Was ist Koagulation?

Answer 17

• Wechselwirkung zwischen Partikeln in Flüssigkeiten
  • van-der Waals-Anziehung
  • elektrostatische Abstoßung
  • „Born´sche“ Abstoßung bei Partikelabständen in molekularen Dimensionen (Überlappung der Valenzschalen der äußersten Atome)

Question 18

Was ist Flockulation?

Answer 18

• Vernetzung von Partikeln durch langkettige hochmolekulare Polymere (Überbrückungsflockung)
• Flockungsmittel in der Regel wasserlösliche Kohlenwasserstoffverbindungen mit unterschiedlichen reaktiven Gruppen

Question 19

Ein natürliches organisches Flockungsmittel?

Answer 19

Polysaccharide (Stärke)

Question 20

Haftmechanismen bei Flockung?

Answer 20

• Wasserstoffbrückenbindung
• Elektrostatik
• Chemisorption

Question 21

Anforderungen an die Agglomeratqualität im Erdfeld?

Answer 21

• Große Flocken hoher Dichte (Festigkeit nicht im Vordergrund)
  ⇒ Hohe Sedimentationsgeschwindigkeit

Question 22

Anforderungen an die Agglomeratqualität im Zentrifugalfeld?

Answer 22

• Kompakte Flocken hoher Festigkeit (Größe nicht im Vordergrund)
  ⇒ Keine Zerstörung in der Einlaufzone

Question 23

Anforderungen an die Agglomeratqualität bei Filtration?

Answer 23

• Kompakte Flocken hoher Druckfestigkeit

⇒ Mäßig kompressible Filterkuchen ausreichender Permeabilität

Question 24

Anforderungen an die Agglomeratqualität bei Schaumflotation?

Answer 24

• Voluminöse Flocken geringer Dichte und unregelmäßiger Form

⇒ Begünstigung der Anlagerung von Gasblasen