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Systematisierung, Beschreibung und Bewertung von Imperfektionen bei der Durchströmungswäsche von Filterkuchen

IGF-Nr. 21688 N

Forschungsstelle 1: Hochschule Mannheim
Institut für Mechanische Verfahrenstechnik
Paul-Wittsack-Straße 10
68163 Mannheim 
Projektleiter 1: Prof. Dr.-Ing. Bernhard Hoffner 
Laufzeit: 01.06.2021 - 30.11.2023

Die Durchströmungswäsche von Filterkuchen ist eine etablierte, kostengünstige Methode, um gelöste Verunreinigungen oder Wertstoffe von einem Filterkuchen zu trennen. Dabei wird der Filterkuchen von Waschflüssigkeit durchströmt, die die Mutterflüssigkeit verdrängt. Dieses Ziel soll zuverlässig und mit möglichst geringem Aufwand (Waschflüssigkeit, Waschzeit, Filterfläche) erreicht werden.

Auslegung und Betrieb einer Durchströmungswäsche basieren i.d.R. auf wohldefinierten Laborversuchen (wohldefinierte Geometrie, Kuchenhomogenität, Ausrichtung, Waschflüssigkeitsaufgabe, Filtratabgabe, usw.). Im realen Prozess werden diese Annahmen jedoch nur unzureichend erfüllt. Unklar ist, ob und in welchem Ausmaß diese Imperfektionen den Verlauf der Durchströmungswäsche beeinflussen und wie sich das auf Design, Auslegung und Betrieb auswirkt.

An diesem Punkt setzt das Vorhaben an. Es besteht Bedarf an der zuverlässigen Übertragung auf reale Prozesse, die von Imperfektionen unvorhersehbar dominiert werden können.

Das Vorhaben konzentriert sich auf Imperfektionen a) des Filterkuchens, b) der Kontaktfläche Waschflüssigkeit-Filterkuchen und c) des Filtrataustritts. Aufgrund der Vielzahl möglicher Imperfektionen soll in einer systematischen Variantenstudie eine Priorisierung erfolgen. Diese sollen an speziell anzupassenden Labornutschen (57cm²) wie auch mit theoretischen Modellen untersucht werden. Zentral ist dabei die reproduzierbare Erstellung und Charakterisierung von Imperfektionen. Die Modellberechnungen werden anhand der Messergebnisse validiert bzw. revidiert.

Im zweiten Schritt sollen ausgewählte Szenarien an einem Taktbandfilter (0,1m²; aus Vorhaben 20687N) untersucht und die Übertragbarkeit der bisherigen Erkenntnisse geprüft werden.

Die Wettbewerbsfähigkeit von KMUs auf Hersteller-, Zulieferer- und Anwenderseite wird durch die Forschungserkenntnisse gesteigert. Auslegung und Betrieb derartiger Verfahren können schneller, sicherer und kostenoptimiert durchgeführt werden.

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BMWi-Logo Das IGF-Vorhaben Nr. 21688 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.