V Suspensionsvorbehandlung Flashcards
Probleme bei der direkten Trennung von Suspensionen?
- Suspension enthält sehr kleine Teilchen
- Suspension ist sehr heterogen
- Suspension ist sehr gering konzentriert
Warum sind sehr kleine Teilchen ein Problem bei der Auftrennung?
⇒ Sinkgeschwindigkeit sehr klein (insbes., wenn (ρs-ρL) sehr klein und/oder ηL sehr groß)
⇒ Filtrationsgeschwindigkeit sehr klein
⇒ Entfeuchtung von Filterkuchen erschwert
Warum ist es ein Problem für die Auftrennung wenn die Mischung sehr heterogen ist?
⇒ Entmischung der Partikeln bei Einzelkornsedimentation
⇒ Fein- oder Grobanteil stört optimalen Betrieb von Trenngeräten
Warum ist es ein Problem für die Auftrennung wenn Suspension gering konzentriert ist?
⇒ Entmischung der Partikeln
⇒ Verzögerter Filterkuchenaufbau → trübes Filtrat
Methoden zur Suspensionsvorbehandlung zur
Verbesserung von Trennprozessen?
- 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
Methoden zur Klassierung?
- Siebe / Bogensiebe
- Aufstrom-, Spiral-, Rechenklassierer
- Hydrozyklone
- Gezielte Überlastung von Trennapparaten
Verbesserungen für den Trennprozess?
• Vermeidung:
- Rührerblockaden durch Grobkorn
- Düsenverstopfungen durch Grobkorn
- Verschleiß durch Grobkorn
- Filtertuchverstopfung durch Feinkorn
- hohem Kuchenwiderstand und Kapillar
- druck durch Feinstkorn
Was verändert Zugabe von Filterhilfsmitteln (body feed filtration)?
- 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
Beispiele für Filterhilfsmittel?
- Kieselgur
- Perlite
- Cellulose
Warum Entgasung, Entschäumung?
- Ungewollte Entstehung von Schäumen bei Begasungen z.B. zur Stoffumsetzung oder Schaumflotation
- Schaumschichten negativ für Prozess
Warum ist Schaumschichten negativ für Prozess?
- Verringerung des effektiv nutzbaren Volumens
- Größere Behälterdimensionierung
- Geringere Raumausbeuten
- Betriebsprobleme (Niveauregelung)
Wie kann Schaum bekämpft werden?
• Chemische Antischaummittel
- Oft schlechterer Stoffübergang
- Produktverunreinigung
- Erhöhte Betriebskosten
• Mechanische Schaumzerstörung durch Beregnen oder spezielle Turbinen („EKATO FOAMJET“)
Warum Vorkonzentrierung/Eindickung?
- 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
Methoden zur Voreindickung?
- Rund- oder Längseindicker
- Lamellenklärer
- Hydrozyklone
- Eindickdekanter
- Blatt- oder Kerzenfilter mit Nassaustrag Blatt- filter
- Querstromfilter…
Warum Agglomeration?
- Schnellere Sedimentation
- Vorteile für die Kuchenfiltration
Warum hat Agglomeration Vorteile bei der Kuchenfiltration?
• Schwarmsedimentation
⇒ Weniger Feststoffdurchschlag
⇒ Keine Klassierung (Deckschicht)
• Anstieg der Kuchenporosität u. Porengröße
⇒ Durchsatzerhöhung
⇒ Restfeuchteabsenkung
⇒ Eventuell Verschlechterung einer Kuchenwäsche
Was ist Koagulation?
- 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)
Was ist Flockulation?
- Vernetzung von Partikeln durch langkettige hochmolekulare Polymere (Überbrückungsflockung)
- Flockungsmittel in der Regel wasserlösliche Kohlenwasserstoffverbindungen mit unterschiedlichen reaktiven Gruppen
Ein natürliches organisches Flockungsmittel?
Polysaccharide (Stärke)
Haftmechanismen bei Flockung?
- Wasserstoffbrückenbindung
- Elektrostatik
- Chemisorption
Anforderungen an die Agglomeratqualität im Erdfeld?
- Große Flocken hoher Dichte (Festigkeit nicht im Vordergrund)
⇒ Hohe Sedimentationsgeschwindigkeit
Anforderungen an die Agglomeratqualität im Zentrifugalfeld?
- Kompakte Flocken hoher Festigkeit (Größe nicht im Vordergrund)
⇒ Keine Zerstörung in der Einlaufzone
Anforderungen an die Agglomeratqualität bei Filtration?
- Kompakte Flocken hoher Druckfestigkeit
⇒ Mäßig kompressible Filterkuchen ausreichender Permeabilität
Anforderungen an die Agglomeratqualität bei Schaumflotation?
- Voluminöse Flocken geringer Dichte und unregelmäßiger Form
⇒ Begünstigung der Anlagerung von Gasblasen
