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Ziel: Die Schaffung einer großen Flüssigkeitsoberfläche durch Tropfen, Fäden oder Filme.
Sinn: Um chemische Reaktionen zwischen Flüssigkeiten und Gasen zu optimieren. Für die Wärmeübertragung auf Flüssigkeiten, um Staub abzutrennen, um Gase in einem Flüssigkeitsnebel zu absorbieren oder zur Trennung von Flüssigkeitsgemischen durch Rektifikation wo die Flüssigkeit in einem feinen Film wieder kondensiert und um zu lackieren.
3 verschiedene Zerteilungsarten:
· Berieselung:
Verfahren: Verteilerböden (Lochboden kann kompl. leerlaufen, Stutzenboden), Brausen
· Zerstäubung:
Zur Zersträubungstrocknung: Suspensionen getrocknet (Milchpulver,..)
Verfahren: Mit Düsen: Druck-, Einstoffdüsen→ Flüssigkeit mit 5 - 20 bar eingebracht. In der Düse Überdruck welcher Flüssigkeit durch Düsenboden drückt. Außen kommt es zur Druckentlastung, welche zu einem Zerreißen des Flüssigkeitsfilmes führt. Vorteil: Einfacher Aufbau. Nachteil: Niederviskose Flüssigkeiten zerstäubbar.
Zweistoffdüsen: Treibmittel (Druckluft, Inertgas) wird mit 4 bar Druck eingebracht, und muß durch Verengung → Unterdruck → Flüssigkeit wird mitgerissen und zerkleinert (auch für hochviskose Flüssigkeiten).
Fliehkraftzerstäuber: Zerstäuberscheibe rotiert mit 50000 U/min welche auf der Seite Schlitze hat und die Flüssigkeit auf der Seite durchdrückt.
· Zerspritzungsverfahren:
Verwendet zur Abgasreinigung. Kreuzschleierwäscher (Ströderwäscher): Durch Rotation von Walzen wird Flüssigkeit kreuzförmig herausgespritzt, es entsteht ein Nebel, durch den die Abluft durchgeleitet wird.
TRENNVERFAHREN
Mechanische Trennverfahren: Fest-Fest Trennung: Feststoffgemische liegen in Haufwerken vor, sie werden nach Größe oder chem. - physik. Eigenschaften getrennt.
Sortieren: Trennung nach chem.-physik. Eigenschaften
Magnetsortieren: Ein Gemenge wird in magnetisierbare und nicht magnetisierbare Bestandteile aufgetrennt. Verwendet zur Trennung von Eisen-Stahl von anderen Produkten.
Sortierapparate:
Magnettrommelabscheider: Das Gut wird auf einem Förderband an einem Magneten vorbeibewegt und temporär angezogen. Max. Korngröße: 20-30 mm.
Überbandmagnetabscheider: Verwendet um aus verbranntem Müll wertvolle Bestandteile herauszuholen.
Elektrosortieren: Trennt in elektrisch leitende und nichtleitende Stoffe. Gerät: Elektrowalzenabscheider.
Dichtesortieren: Durch Mindestdichtedifferenz von 1200 kg/m3. Um naß zu sortieren nimmt man Setzapparate.
Sortiern nach Farbe und Helligkeit: Wird angewandt bei der Trennung von Bunt- und Weißglas.
Flotation: Sortieren nach unterschiedlicher Benetzbarkeit mit H2O durch Luftblasen. In einer Suspension mit 2 Komponenten (hydrophob, -phil) werden Luftblasen eingeblasen und nehmen die hydrophoben Teilchen mit hinauf. Schaum fixiert die Teile. → muß stabil sein.
Entspannungsflotation: Durch Gaskonzentr. in Flüssigkeit bei hohem Druck → Entspannung → Flotation.
Klassieren: Trennen nach Korngröße.
Sinn: Um eine Endgutqualität zu erreichen, um zerkleinerte Teile aus den Mühlen herauszuholen. Für gewisse Verfahrensschritte sind bestimmte Korngrößen Voraussetzung.
3 Verfahren:
Siebklassieren: Auf einem Siebboden wird nach geometrischen Abmessungen abgetrennt durch bestimmte Siebporengröße.
Korngrößen zwischen 40 μm und 25 cm werden getrennt in eine Grobgutfraktion und Feingutfraktion. Die Trenngrenze ist der Sieböffnungsdurchmesser. Will man in mehrere Korngrößen trennen, schaltet man mehrere Siebe untereinander.
Siebgütegrad: Kenngröße für Trennerfolg: η = Feinkorn im Siebunterlauf / Feingutanteil im Aufgabegut
Bei kleinen Kornanteilen kommt es leicht zur Verstopfung: Siebhilfen halten Sieböffnungen offen (Bürsten, Druckluft, Wasserstrom, Metallkugeln, Siebbeheizung bei feuchten Körnern).
Es gibt Trocken und Naßsieben(energ. günstiger).
Die offene Siebfläche sind 30 - 80 %. Ausschlaggebend für den Massenstrom.
Siebapparate:
Lochsiebe: Kann sehr genau abgetrennt werden, aber neigen zum Verstopfen.
Draht oder Maschensiebe: Werden am häufigsten verwendet.
Spaltsiebe: Es passieren leicht Fehlausträge.
Schwingsiebe: Spannfedern bestimmen das Maß der Ausschwingung des Siebs. Die Bewegung beschleunigt das Sieben und hält die Poren frei.
Luftstrahlsieb ( Mehrdecksieb)
Trommelluftstrahlsieb: Auf eine gelochte sich drehende Trommel wird seitlich ein Luftstrahl zugeführt, der das Feingut durch die Poren drückt. Die Trommel ist schräg gelagert, damit das Grobgut abläuft.
Windsichten: Trennung erfolgt in einem Luftstrom nach der Endfallgeschwindigkeit.
Es gibt die Scherkraft und Luftwiderstandskraft (FW) welche gegen die Schwerkraft wirkt. Wenn FW größer als FGrav. → Feinkorn. FW kleiner als FGrav. → Grobkorn. Unter 100 μm wird gesichtet. Das Material darf max. 5 % Feuchtigkeit enthalten. Die Trenngrenze liegt bei 3 μm und die Trennkorngröße zwischen 3 μm und 10 mm.
Teile einer Sichtmaschine: Ventilator und Entstäubungsvorrichtung und Feingutfilter welcher Luft reinigt für Ventilatorschonung.
Schwerkraftsichter: Auftrennung aufgrund der Schwerkraft. Freifallend und zwangsläufig bewegte Schwerkraftsichter(Zick-Zack-Sichter). Zusätzlich wirken Trägheitskräfte.
Fliehkraftsichter: Dazu gehört der Streutellersichter: Das Gut wird vom Streuteller in den Sichtraum dosiert. Ein Sichtluftstrom aus einem Druckventil trennt in Grobgut und Feingut. Ein Sichtventilator trennt noch mal. Das Grobgut wird mit der Abtrennung des Sichtventilators vereinigt.
Hydroklassieren: (Stromklassieren): Die Trennung erfolgt in einem Flüssigkeitsstrom nach der Endfallgeschwindigkeit.
Durch Sedimentation aus einem Feststoffgemisch werden Kornklassen gleicher Sichtgeschwindigkeit abgeschieden. Nur bei gleicher Form und gleicher Dichte.
Schwerkraftklassierer:
Spritzkasten.
Rechenklassierer: Verwendung in Erzgutabtrennung. Durch die Bewegung des Rechens wird Grobgut nach oben befördert.
Aufstromklassierer: Rohgut wird von der Seite aufgegeben, Wasserstrom wird über Düsenplatte eingebracht, und trennt Feingut vom Grobgut. Das Feingut läuft mit dem Klassierwasser über ein Überlaufwehr in die nächste Kammer. Das Grobgut bildet oberhalb der Düsenplatte eine Wirbelschicht und wird teilweise abgelassen. Mit einem Klassierapparat sind mehrere Grobgutfraktionen abtrennbar. Wird durch ein Bodenventil abgelassen.
Fliehkraftklassierer: Hydrozyklon: Die Tiefe des Eintauchrohres im Behälter und der Durchmesser bestimmt die Trennkorngröße. Man kann nur eine Fraktion abtrennen. → Hintereinanderschaltungen. Ein Hydrozyklon ist spitz und ein Aerozyklon eher bauchig.
Multizyklon: 100 - 200 Zyklone hintereinander: Feinste Abtrennung ist möglich. Einsatzbereich zur Aufkonzentrierung oder um die Überlauffraktion des Aufstromklassierers zu trennen.
Windsichten und Hydroklassieren gehören zum Gleichfälligkeitssortieren.
Bewertung von Trennverfahren: Erfolgt nach der Trennschärfe. Wird ermittelt durch den Fehlaustrag. Der Fehlaustrag setzt sich zusammen aus dem Anteil an Grobgut in der Feingutfraktion (Häufig beim Sichten oder Stromklassieren oder asymmetrischen Teilchen), und dem Anteil an Feingut in der Grobgutfraktion (Durch Adhäsionskräfte).
Trennkorngröße: Ist die Korngröße bei der die Aufteilung des Haufwerks in 2 verschiedene Kornklassen erfolgt. Man gibt eine Kornklassenbreite an. Beim Sieben ist die Trennkorngröße durch die Größe der Sieböffnungen festgelegt. Beim Gleichfälligkeitssortieren ist die Trenngrenze erreicht wenn 50 % der Trennkorngröße in der oberen Fraktion sind.
Mit dem Siebklassieren erhält man die beste Trennschärfe, aber mit dem Gleichfälligkeitssortieren sind kleinere Trennkorngrößen möglich.
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