Title page | 5 |
Inhalt | 7 |
Häufig benutzte Formelzeichen | 12 |
Herausgeber und Autoren | 17 |
Vorwort | 19 |
1 Einführung | 21 |
2 Charakterisierung disperser Systeme | 24 |
2.1 Eigenschaften disperser Systeme | 24 |
2.1.1 Ziel einer Charakterisierung | 24 |
2.1.1.1 Eigenschaftsfunktion – Produktmodell | 24 |
2.1.1.2 Prozessfunktion – Prozessmodell | 27 |
2.1.1.3 Kontrolle des Prozessumfeldes | 31 |
2.1.1.4 Modellbildung | 31 |
2.1.2 Definition der Messaufgaben und Nutzung der Messdaten | 32 |
2.1.3 Eigenschaften von Einzelpartikeln | 33 |
2.1.4 Eigenschaften von Partikelkollektiven | 40 |
2.1.5 Verteilungen und Mittelwerte von Partikeleigenschaften | 41 |
2.1.6 Mischungszustand und Anordnung | 53 |
2.1.7 Stabilität und Kinetik von dispersen Zuständen | 54 |
2.2 Messmethoden für Partikeleigenschaften und ihre physikalischen Grundlagen | 56 |
2.2.1 Messmethoden für Einzelpartikeln | 59 |
2.2.1.1 Zählverfahren zur Ermittlung von Partikelgrößenverteilungen | 59 |
2.2.1.2 Haftkraftmessungen | 70 |
2.2.1.3 Festigkeit von Agglomeraten | 71 |
2.2.1.4 Porositätsmessung | 72 |
2.2.2 Messmethoden am Partikelkollektiv | 73 |
2.2.2.1 Methoden zur Größenbestimmung | 73 |
2.2.2.2 Porositätsmessung | 80 |
2.2.2.3 Festigkeitsmessung | 81 |
2.2.2.4 Integrale Messmethoden | 82 |
2.2.2.5 Partikelanordnung | 85 |
2.3 Messmethoden für veränderliche Zustände | 86 |
2.3.1 Messverfahrenstechnik | 87 |
2.3.2 Online-Charakterisierung | 96 |
2.4 Qualitätssicherung beim Einsatz von Messmethoden | 99 |
2.5 Ausblick | 101 |
3 Feststoff/Fluid-Strömungen | 104 |
3.1 Bewegungen von Feststoffpartikeln in strömenden Fluiden | 104 |
3.1.1 Bewegung einer einzelnen wandfernen Partikel in einer stationären laminaren Strömung | 104 |
3.1.2 Wandeinfluss | 109 |
3.1.3 Strömungswechselwirkung von Partikeln | 109 |
3.2 Strömung durch Packungen und Wirbelschichten | 110 |
3.2.1 Druckverlust bei der Packungsdurchströmung | 110 |
3.2.2 Verfahrensprinzip der Fluidisation, Vor- und Nachteile | 112 |
3.2.3 Ausdehnungsverhalten der homogenen (Flüssigkeits/Feststoff ) Wirbelschicht | 113 |
3.2.4 Lockerungspunkt (Minimalfluidisation) | 114 |
3.2.5 Wirbelschicht-Zustandsdiagramm | 115 |
3.2.6 Schüttguttypen | 117 |
3.2.7 Lokale Struktur der Gas/Feststoff-Wirbelschichten | 118 |
3.2.8 Technische Anwendungen des Wirbelschichtprinzips | 120 |
4 Mechanische Trennverfahren | 121 |
4.1 Kennzeichnung einer Trennung | 121 |
4.2 Abscheiden von Partikeln aus Gasen | 123 |
4.2.1 Beurteilung von Abscheidern | 124 |
4.2.2 Ermittlung des Trenngrades | 125 |
4.2.3 Zyklonabscheider | 126 |
4.2.3.1 Umfangsgeschwindigkeit | 129 |
4.2.3.2 Grenzpartikelgröße | 130 |
4.2.3.3 Fraktionsabscheidegrad | 131 |
4.2.3.4 Gesamtabscheidegrad | 132 |
4.2.3.5 Druckverlust | 133 |
4.2.4 Nassabscheider | 134 |
4.2.4.1 Bauarten von Nassabscheidern | 134 |
4.2.4.2 Abscheideleistung | 139 |
4.2.5 Filter | 140 |
4.2.6 Elektrische Abscheider | 143 |
4.3 Klassieren in Gasen | 145 |
4.3.1 Verfahrensschritte des Windsichtens | 145 |
4.3.2 Gegenstrom-Windsichter | 146 |
4.3.2.1 Spiralwindsichter | 147 |
4.3.2.2 Abweiseradsichter | 148 |
4.4 Abscheiden von Feststoffen aus Flüssigkeiten | 149 |
4.4.1 Systematik der mechanischen Fest/Flüssig-Trennverfahren | 149 |
4.4.2 Suspensionsvorbehandlung zur Verbesserung der Trennbarkeit | 151 |
4.4.3 Kombinationsschaltungen von Trennapparaten | 152 |
4.4.4 Diskontinuierlich und kontinuierlich arbeitende Trennapparate | 152 |
4.4.5 Dichtetrennverfahren | 154 |
4.4.5.1 Flotation | 154 |
4.4.5.2 Sedimentation | 155 |
4.4.6 Filtrationsverfahren | 158 |
4.4.6.1 Oberflächenfiltration | 158 |
4.4.6.2 Tiefenfiltration | 165 |
4.4.7 Trennung im elektrischen oder magnetischen Feld | 168 |
4.4.8 Kriterien zur Auswahl von Fest/Flüssig-Trennapparaten | 169 |
5 Zerkleinern | 169 |
5.1 Grundlagen | 170 |
5.1.1 Partikelbruch | 170 |
5.1.2 Zerkleinerungstechnische Partikeleigenschaften | 174 |
5.1.2.1 Partikelfestigkeit | 174 |
5.1.2.2 Bruchwahrscheinlichkeit | 175 |
5.1.2.3 Partikelgrößenverteilungen nach Beanspruchung | 176 |
5.1.2.4 Bruchanteil und Bruchfunktion | 177 |
5.1.2.5 Spröd-plastischer Übergang | 179 |
5.1.3 Mechanische Aktivierung | 180 |
5.2 Zerkleinerungsmaschinen | 182 |
5.2.1 Brecher | 183 |
5.2.2 Mahlkörpermühlen | 186 |
5.2.3 Wälz- und Walzenmühlen | 192 |
5.2.4 Prallmühlen | 194 |
5.3 Modellierung der Zerkleinerungskinetik | 200 |
6 Agglomerieren | 203 |
6.1 Physikalische Grundlagen der Agglomeration – Wechselwirkungskräfte | 203 |
6.1.1 Festkörperbrücken | 204 |
6.1.2 Grenzflächenkräfte und Kapillardruck an freibeweglichen Flüssigkeitsoberflächen (kapillare Haftkräfte) | 205 |
6.1.3 Adhäsions- und Kohäsionskräfte in nicht freibeweglichen Bindemittelbrücken | 206 |
6.1.4 Anziehungskräfte zwischen den Festkürperteilchen | 207 |
6.1.5 Vergleich zwischen Haftkräften | 210 |
6.1.6 Einfluß von Rauigkeiten auf die Haftkräfte | 212 |
6.1.7 Haftkraftverstärkung durch Krafteinwirkung | 214 |
6.1.8 Haftkräfte in flüssiger Umgebung | 215 |
6.1.9 Messung von Haftkräften | 216 |
6.2 Grundverfahren des Agglomerierens | 218 |
6.2.1 Aufbauagglomeration | 218 |
6.2.2 Pressagglomeration | 225 |
6.2.3 Agglomeration durch Trocknung | 226 |
6.2.4 Sintern | 227 |
6.3 Eigenschaften von Agglomeraten | 228 |
6.3.1 Porosität und Porengrößenverteilung | 228 |
6.3.2 Festigkeit | 229 |
6.3.3 Wiederbefeuchtungsverhalten | 230 |
6.3.4 Weitere Eigenschaften | 233 |
7 Mischen | 233 |
7.1 Ablauf von Mischvorgängen | 233 |
7.2 Mischgüte | 235 |
7.2.1 Definition der Mischgüte | 235 |
7.2.2 Probengrößenabhängigkeit der Mischgüte | 235 |
7.2.3 Mischgüte bei dispersen Systemen | 236 |
7.2.4 Praktische Mischgüteermittlung | 237 |
7.3 Rühren | 238 |
7.3.1 Rührkessel, Rührorgane | 238 |
7.3.2 Leistungsbedarf | 238 |
7.3.3 Mischzeit | 240 |
7.3.4 Wärmeübertragung | Suspendieren und Dispergieren | 241 |
7.4 Mischen in Rohrleitungen | 244 |
7.5 Mischen von Massen, Teigen und Schmelzen | 244 |
7.6 Mechanismen des Pulvermischens | 245 |
7.6.1 Absatzweise Vermischung | 245 |
7.6.2 Kontinuierliche Vermischung | 247 |
7.6.3 Feststoffmischer | 248 |
8 Lagern von Schüttgütern | 250 |
8.1 Fließverhalten von Schüttgütern | 250 |
8.1.1 Fließkriterien | 251 |
8.1.2 Verhalten realer Schüttgüter | 252 |
8.2 Dimensionierung von Silos | 255 |
8.2.1 Probleme, Fließprofile | 255 |
8.2.2 Vermeidung von Brückenbildung | 256 |
8.2.3 Austraghilfen, Austragorgane | 258 |
8.2.4 Siloauslegung aus statischer Sicht | 259 |
9 Hydraulischer und pneumatischer Transport | 260 |
9.1 Hydraulischer Transport | 260 |
9.2 Pneumatischer Transport | 261 |
9.2.1 Vorund Nachteile der pneumatischen Förderung | 261 |
9.2.2 Förderzustände | 262 |
9.2.3 Stationäre Förderzustände im horizontalen Rohr | 264 |
9.2.4 Anlagen zur pneumatischen Förderung | 268 |
10 Literatur | 272 |
Stichwortverzeichnis | 283 |