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Simulationsgestützte Untersuchung und Validierung der realen mehrstufigen Filterkuchenwäsche

IGF-Nr. 20687 N

Forschungsstelle 1:

Hochschule Mannheim
Institut für Mechanische Verfahrenstechnik
Paul-Wittsack-Str. 10
68163 Mannheim

Projektleiter 1: Prof. Dr.-Ing. Bernhard Hoffner 
Laufzeit: 01.10.2019 - 31.05.2021

Die Anwendung der kuchenbildenden Filtration erstreckt sich über eine Vielzahl von Industriezweigen und Produktionsmengen. Ein zentrales Verfahrensziel ist dabei die Entfernung der in der Mutterflüssigkeit gelösten Bestandteile, die durch Gasdifferenzdruckentfeuchtung jedoch meist nicht ausreichend entfernt werden können. Daher wird der Filterkuchen mit einer Waschflüssigkeit durchströmt (FK-Wäsche), die die gelösten Bestandteile weitgehend aus dem Filterkuchen verdrängt. Die Waschung wird oft mehrstufig und im Kreuzgegenstrom durchgeführt, um die Waschflüssigkeits- und anfallende Filtratmenge zu reduzieren und gleichzeitig die Filtratkonzentration zu erhöhen. Untersuchungen der Einflüsse von Vor- und Zwischenentfeuchtungen auf die FK-Wäsche werden im IGF-Forschungsprojekt 19169 N anhand diskontinuierlicher Versuche mit einer Laborfilternutsche durchgeführt. Auf Basis dieser Versuche wird ein versuchsgestütztes Modell entwickelt, das eine Simulation einer mehrstufigen FK-Wäsche ermöglicht. Eine Validierung der Simulation anhand der bisherigen Laborversuche ist erfolgreich. Hier setzt das beantragte Vorhaben lückenlos an: Es besteht der Bedarf einer zuverlässigen Beschreibung für komplexere, realitätsnahe Fälle – inkl. der Entwicklung von short-cut-Methoden und der Erarbeitung von Grenzen der experimentellen und modellhaften Beschreibung unter gegebenen Randbedingungen. Das Forschungsziel soll mit einer Kombination aus Laborversuchen und Versuchen mit mehrstufigen, maßstabsvergrößerten Pilotfiltern mit der Möglichkeit der realitätsnahen Vor- und Zwischenentfeuchtung auf der experimentellen Seite erreicht werden. Parallel dazu soll eine Weiterentwicklung der Modellbildung und der darauf aufbauenden Simulation erreicht werden, die mit denen die experimentellen Ergebnisse validiert werden sollen. Von großer Bedeutung ist ebenfalls die Produktauswahl. Die Wettbewerbsfähigkeit von KMUs auf Hersteller-, Zulieferer- und Anwenderseite wird durch die Ergebnisse des Forschungsvorhabens gesteigert, da Auslegung und Betrieb derartiger Verfahren schneller, sicherer und kostenoptimierter durchgeführt werden können.

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BMWi-Logo Das IGF-Vorhaben Nr. 20687 N der Forschungsvereinigung Forschungs-Gesellschaft Verfahrens-Technik e.V., Theodor-Heuss-Allee 25, 60486 Frankfurt am Main wird über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.