Flashcards
Filtration Skript 6
Flashcards do conjunto (32)
- 1Physikalische Grundlagen:• Trennung von Suspensionen in Feststoff und Flüssigkeit mit Druckgefälle Δp
als treibende Kraft
• Rückhalt der Feststoffteilchen durch poröses Filtermittel
• Im Gegensatz zur Sedimentation kein Dichteunterschied erforderlich - 2Erzeugung Δp:• Unterdruck auf Filtratseite
(Vakuumpumpe)
• Überdruck auf Suspensionsseite
(hydrostatisch oder
Pumpen) - 3Ziele Filtration:• Gewinnung Feststoff (Scheideoder
Kuchenfiltration)
• Gewinnung gereinigte Flüssigkeit
(Klärfiltration) - 4OberflächenfiltrationFiltervorgang // Siebwirkung
Teilchen die größer als Poren und Öffnungen
des Filtermittels sind werden zurückgehalten.
Aufbau Filterkuchen (f(t)) mit engeren Poren als
Filtermittel → maßgebend für Güte Trennvorgang - 5Tiefenfiltration:Rel. dicke Filtermittelschichten mit verzweigten
Porenkanälen. Einlagerung kleiner Partikel durch
Adsorption // Verringerung Porosität.
Klärung von Suspensionen mit geringem Feststoffgehalt - 6Flux=(Filtrat- bzw. Permeatmassenstrom) für Filtration oder Ultafiltration
- 7Bei Druckfiltration darf Druckgefälle nur bis zu kritischem Druck erhöht werden. Warum? Folgen:Darüber Kompression des Filterkuchens mit Absinken Filterdurchsatz und
Filterleistung. - 8Verbesserung / Stabilisierung der Durchlässigkeit des Filterkuchens durch Zusatz von Filterhilfsmitteln:• feinkörnige oder fasrige Stoffe
• Zusatz zur Suspension oder Aufschwemmen auf Filtermittel
• meist bei Klärfiltration eingesetzt
• binden kleine Teilchen durch Adsorption
z.B.
• Kieselgur
• Cellulose
• Glaswolle
• Quarzsand - 9statische oder „Dead-End“ Filtration:Suspension (Feed) strömt senkrecht zur Filterfläche. Ein unreinseitiger
Eingang, ein reinseitiger Ausgang (Filtrat).
Einsatz bei niedrig konz. Verunreinigungen. - 10• Cross-Flow- oder Tangentialfiltration:Tangentiale Anströmung des Filtermittels, ein Teil der Flüssigkeit passiert die
Membran (Filtrat = Permeat), Partikel werden zurückgehalten.
Einsatz v.a. bei den Membrantrennverfahren Mikro-, Ultrafiltration
Umkehrosmose, Pervaporation,… - 11Filtrationsarten nach Partikelgrößen
- 12Industrielle Filterapparate Eingesetzte Filtermittel:lose Filtermittel, Filtergewebe, poröse Filter
- 13Nach was werden die Filterapparate eingeteilt?Nach Art der Betriebsweise: batchweise oder kontinuierlich
Nach Art des Filtermittels: lose, Gewebe, starr
Nach Art der treibenden Kraft: hydrostatsicher Druck, Vakuum, Überdruck - 14Diskontinuierliche/batchweise Filterapparate: Saugnutsche:Aufbringen von Filtermittel auf Filterplatte. Absaugung des
Filtrats durch Vakuum. Verwendung zur Kuchenfiltration. - 15Druckfilter:Suspension wird mit Druck auf Filtermittel gepresst.
Anwendung zur Klär- und Kuchenfiltration, auch falls
Geruchsbelastung durch Suspension. - 16Kerzenfilter:Suspension wird von außen in Hohlzylinder (Filterkerze) gedrückt. Filtrat dringt
durch die Kerze ins Innere und kann ablaufen.
Filterkuchen bleibt auf der Oberfläche.
Geeignet für Klärfiltration und Trennung von Suspensionen mit geringem
Feststoffgehalt - 17Blattfilter:Trennung schlecht filtrierbarer
Suspensionen mit sehr kleinen
Partikeln. Feststoffgehalt < 5 %.
Filterplatten aus mit Vlies
bestammten Stützgerüst - 18Beutelfilter:Leicht zu Öffnen / Wechseln.
Zur Abtrennung grober Partikel
Oder zur Endfiltration (Sicherheitsfiltration)
bei sehr geringen Partikelkonzentrationen. - 19Kammerfilterpresse:Platten mit Filtermittel (meist Vlies) belegt
Verwendung zur Trennung schwer
filtrierbarer Suspensionen mit geringem Feststoffanteil - 20Rahmenfilterpresse:Verwendung v.a. zur Kuchenfiltration leicht
filtrierbarer Suspensionen. - 21Kontinuierliche Filterapparate: Planzellenfilter:Evakuieren der einzelnen Sektoren und
Absaugen Filtrat über Hohlwelle. Waschen, Trockensaugen, Lockern
(Druckluft) und Ausschleudern möglich - 22Vakuumtrommelzellenfilter:Rotierende, in einzeln evakuierbare Zellen
eingeteilte Trommel tauscht in Suspension. Über Vakuum wird Filtrat über
umlaufendes Filtervlies ins Innere gesaugt.
Kontinuierlicher Abtrag des Filterkuchens. - 23Bandfilter:Suspension wird gleichmäßig aufgegeben, Filtrat wird über Vakuum
(Schwerkraft, Druck) durchs Filtergewebe gesaugt. - 24Welche 3 Aufbauarten von Membranen gibt es:Symetrisch strukturierte Membranen
Asymetrisch strukturierte Membranen
Composite-Membranen - 25Membrantrennverfahren: Mikrofiltration, Ultrafiltration, Nanofiltration, Umkehrosmose, PervaporationMembranen: dünne Schichten aus
organischem oder anorganischem Material.
Trennung basiert auf Eigenschaft der Membran, Komponenten bevorzugt
durchzulassen oder zurückzuhalten. - 26Mikrofiltration (MF)Druckbereich: 1 – 5 bar
- 27Ultrafiltration (UF)Druckbereich: 5 – 15 bar
- 28Nanofiltration (NF)Druckbereich: 7 – 40 bar
- 29Umkehrosmose (RO)Druckbereich: 25 – 70 bar
- 30Membranmodule und industrielle Auslegungung EIgenschaften :• hohe Standzeiten, hohe mechanische und thermische Stabilität
• möglichst geringe Kosten - 31Umkehrosmose (RO) Erklährung:Für Umkehr des Osmoseprozesses muss Gegendruck oberhalb des
osmotischen Drucks aufgebaut werden.
Anwendungen: z.B. Meerwasserentsalzung, Reduzierung Härtebildner in
Waschwasser. - 32Pervaporation:Membrantrennverfahren mit Phasenumwandlung.
Flüssiger Retentatstrom und dampfförmiger
Permeatstrom. Laufende Zuführung der
benötigten Verdampfungsenergie.
Beispiel: Absolutierung von Ethanol