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Untersuchung des Einflusses von verschiedenen Agglomeratzuständen auf das Verdichtungsverhalten von TiO2-Filterkuchen unter oszillierender Scherung

Untersuchung des Einflusses von verschiedenen Agglomeratzuständen auf das Verdichtungsverhalten von TiO2-Filterkuchen unter oszillierender Scherung
Typ:Bachelor- oder Masterarbeit
Datum:ab sofort
Betreuer:

M.Sc.Tolga Yildiz

Bearbeiter:

ab sofort

In der chemischen Industrie nimmt die Nachfrage nach feinpartikulären Produkten kontinuierlich zu. Beispielsweise sind zunehmend Pigmente mit einer hohen Partikelfeinheit im unteren Mikrometerbereich für optimale Produkteigenschaften gefordert. Die Abtrennung solcher feinen Partikeln bringt allerdings neue Herausforderungen mit sich.

Ein weit verbreitetes Verfahren zur Abtrennung von Feststoffpartikeln aus einer Suspension stellt die Kuchenfiltration dar. Nach Abschluss der Kuchenbildung liegt ein Partikelnetzwerk vor, dessen Poren mit Flüssigkeit gefüllt sind. Zur Reduzierung der Restfeuchte des Filterkuchens sind mechanische Entfeuchtungsmaßnahmen als eine kostengünstigere Alternative zur thermischen Trocknung bekannt. Dabei wird nach Abschluss der Kuchenbildung der Filterkuchen mit Gasdruck beaufschlagt, womit die Flüssigkeit aus den Poren des Partikelnetzwerks größtenteils verdrängt werden kann.

Insbesondere bei feinpartikulären Filterkuchen ist hierbei die Entstehung von sogenannten Schrumpfrissen während des Entfeuchtungsvorgangs problematisch, die zu einem höheren Gasverbrauch und damit erhöhten Prozesskosten führen. Aus vorausgegangen Forschungstätigkeiten ist bekannt, dass man die Rissbildung durch Vorverdichten des Filterkuchens verhindern kann. Da der erforderliche Pressdruck je nach Partikelsystem sehr hoch sein kann, und diese Maßnahme im kontinuierlichen technischen Maßstab somit oft nicht umsetzbar ist, sind alternative Verdichtungsmechanismen wünschenswert. Ein innovatives Verfahren ist der Eintrag einer oszillierenden Scherung in den Filterkuchen unter Anwendung von deutlichen geringerem Pressdruck, der bereits für mineralische Materialien mit geringer Kompressibilität erfolgreich im Labormaßstab erprobt wurde (siehe Abbildung 1). 

 

Abbildung 1: Kalkstein-Filterkuchen nach der Entfeuchtung ohne (links) und mit Vorverdichtung durch Vibrationseintrag (rechts)

Es gilt nun weitere relevante Partikelsysteme mit unterschiedlichem Kompressionsverhalten und Produkteigenschaften zu identifizieren und hinsichtlich des Verdichtungsverhaltens durch den Eintrag oszillierender Scherung bei geringem Pressdruck zu untersuchen. Das Ziel ist die Einsatzmöglichkeiten des Verfahrens weiter aufzuklären. Im Rahmen einer Abschlussarbeit soll der Einfluss verschiedener Agglomeratzustände auf das Verdichtungsverhalten von Titandioxid-Filterkuchen unter dem alternativen Verfahren ermittelt werden. Hierbei sind experimentelle Studien zur Verdichtbarkeit von Titandioxid-Filterkuchen mit Hilfe des Vibrationsverfahrens an einer Laboranlage unter Variation von Prozessparametern durchzuführen.

Der Startzeitpunkt, Inhalt und Umfang der experimentellen Arbeit können je nach persönlichen Interessen und Wünschen angepasst werden. Wenn das Thema dein Interesse geweckt hat oder Fragen bestehen, kannst du dich gerne per Email bzw. telefonisch bei mir melden oder direkt persönlich vorbeikommen.

Ich freue mich auf deine Rückmeldung!

 

Kontakt:

Tolga Yildiz

Tel: +49 721 608-44953

Email: tolga.yildiz∂kit.edu

Geb. 30.70 - Raum 212.2