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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entwässerung eines suspensionsartigen Stoffgemenges, enthaltend, insbesondere erzhaltige, Wertstoffe und Wasser, im Rahmen eines Entwässerungsprozesses.
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Die Entwässerung, d. h. die Reduzierung des Wassergehalts, suspensionsartiger Stoffgemenge, welche Wertstoffe und Wasser enthalten, ist in vielen Bereichen der Technik notwendig. Beispielsweise werden im Rahmen der Aufbereitung von erzhaltigen Wertstoffen zur Gewinnung von Metallen, wie z. B. Kupfer und/oder Molybdän, Entwässerungsprozesse entsprechender erzhaltige Wertstoffe und Wasser enthaltender suspensionsartiger Stoffgemenge, insbesondere so genannter Tailingströme, durchgeführt.
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Die Entwässerung bedingt einerseits eine teils erhebliche Gewichtsreduktion des Stoffgemenges, was z. B. im Hinblick auf die für den Transport des Stoffgemenges aufzubringende Energiemenge vorteilhaft ist. Andererseits ist die Entwässerung im Hinblick auf die Weiterverarbeitung des Stoffgemenges, d. h. insbesondere die Weiterverarbeitung der in diesem enthaltenen Wertstoffe, regelmäßig vorteilhaft. Für das Beispiel der Entwässerung entsprechender anfallender Tailingströme Entwässerung bei der Aufbereitung von erzhaltigen Wertstoffen kommt hinzu, dass die mit deren Volumenreduktion eine Reduktion des Platzbedarfs einher geht und die Gefahr des Auslaugens von Schadstoffen verringert wird.
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Die aus dem Stand der Technik bekannten Prinzipien zur Entwässerung entsprechender suspensionsartiger Stoffgemenge sehen insbesondere Filtrations-, Sedimentations- und Trocknungsprozesse vor. Die aus dem Stand der Technik bekannten Prinzipien sind unter Effizienzbetrachtungen, d. h. insbesondere betreffend tatsächlich realisierbare Entwässerungsmengen und/oder für die Entwässerung aufzubringende Energiemengen, verbesserungswürdig.
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Der Erfindung liegt damit die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren zur Entwässerung eines suspensionsartigen Stoffgemenges, enthaltend, insbesondere erzhaltige, Wertstoffe und Wasser, im Rahmen eines Entwässerungsprozesses, anzugeben.
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Die Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Entwässerung eines suspensionsartigen Stoffgemenges der eingangs genannten Art gelöst, welches sich erfindungsgemäß durch die folgenden Schritte auszeichnet:
- – Überführen wenigstens eines Teils des in dem Stoffgemenge enthaltenen Wassers in einen gasförmigen Zustand zur Entwässerung des Stoffgemenges unter Ausbildung eines das gasförmige Wasser enthaltenden ersten Fluidstroms und
- – Kondensieren des in dem ersten Fluidstrom enthaltenen gasförmigen Wassers unter Ausbildung eines das kondensierte Wasser enthaltenden zweiten Fluidstroms,
- – wobei zumindest ein Teil einer zum Überführen des wenigstens einen Teils des in dem Stoffgemenge enthaltenen Wassers in einen gasförmigen Zustand erforderlichen Wärmemenge über eine von dem Entwässerungsprozess unabhängige externe Wärmequelle bereitgestellt wird.
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Die erfindungsgemäße Lehre sieht ein besonders Energie effizientes und somit Energie im Vergleich zu den aus dem Stand der Technik Energie einsparendes Verfahren zur Entwässerung, d. h. zur Reduzierung des Wassergehalts, eines suspensionsartigen Stoffgemenges, enthaltend, insbesondere erzhaltige, Wertstoffe und Wasser, im Rahmen eines Entwässerungsprozesses vor. Das erfindungsgemäße Verfahren zielt also auf eine im Hinblick auf die Energieeffizienz verbesserte Implementierung eines Entwässerungsprozesses zur Entwässerung eines entsprechenden Stoffgemenges ab.
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In einem ersten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens wird wenigstens ein Teil des in dem Stoffgemenge enthaltenen Wassers in einen gasförmigen Zustand überführt. In dem ersten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens wird also wenigstens eine Maßnahme zum Überführen wenigstens eines Teils des in dem Stoffgemenge enthaltenen Wassers in einen gasförmigen Zustand durchgeführt. Der erste Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens stellt sonach den wesentlichen Schritt zur Entwässerung des zu entwässernden Stoffgemenges dar. Mit anderen Worten erfolgt die Entwässerung des Stoffgemenges erfindungsgemäß durch ein Überführen des in dem Stoffgemenge enthaltenen Wassers bzw. Wasseranteils in einen gasförmigen Zustand. Das in den gasförmigen Zustand überführte Wasser wird sonach von den in dem Stoffgemenge enthaltenen übrigen Bestandteilen, d. h. insbesondere den Wertstoffen, abgetrennt und in einen bzw. einem ersten Fluidstrom geführt.
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Das Überführen des wenigstens einen Teils des in dem Stoffgemenge enthaltenen Wassers in einen gasförmigen Zustand kann sonach insbesondere über Verdunsten oder Verdampfen erfolgen. Bei einem Verdunsten des Wassers erfolgt ein Überführen dieses in den gasförmigen Zustand unterhalb dessen Siedepunkts, wohingegen bei einem Verdampfen des Wassers ein Überführen dieses in den gasförmigen Zustand im Bereich bzw. oberhalb dessen Siedepunkts erfolgt. Das Überführen des wenigstens einen Teils des in dem Stoffgemenge enthaltenen Wassers in einen gasförmigen Zustand über Verdunsten ist dabei bevorzugt, da die hierfür aufzubringende Wärmemenge (Wärmeexergie) im Vergleich zu einem Verdampfen erheblich geringer ist. Die Verdunstung des wenigstens eines Teils des in dem zu entwässernden Stoffgemenge enthaltenen Wassers ist sonach im Hinblick auf die Energieeffizienz, d. h. insbesondere die exergetische Effizienz, des erfindungsgemäßen Verfahrens im Allgemeinen vorzuziehen. Insbesondere können dadurch auch Wärmequellen mit niedrigeren Temperaturen als dem Siedepunkt von Wasser entsprechend eingesetzt werden, so dass auch Wärmequellen genutzt werden können, die anderweitig nicht zu nutzen sind und über deren Wärmestrom daher besonders kostengünstig verfügt werden kann.
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Das in dem ersten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens durch Überführen des in dem Stoffgemenge enthaltenen Wassers in den gasförmigen Zustand erhaltene gasförmige Wasser, d. h. insbesondere Wasserdunst oder Wasserdampf, wird in dem zweiten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens kondensiert. Es wird also in dem zweiten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens wenigstens eine Maßnahme zum Kondensieren des gasförmigen Wassers durchgeführt. Sonach erfolgt in dem zweiten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens über eine Kondensation eine Rücküberführung bzw. Rückumwandlung des Wassers von seinem gasförmigen in seinen flüssigen Zustand. Das in den flüssigen Zustand rücküberführte bzw. rückumgewandelte Wasser wird in einen bzw. einem zweiten Fluidstrom geführt. Das in den flüssigen Zustand rücküberführte bzw. rückumgewandelte Wasser ist typischerweise hochrein.
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Das in den flüssigen Zustand rücküberführte bzw. rückumgewandelte Wasser kann im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens zumindest zu einem Teil innerhalb des Entwässerungsprozesses an Wasser erfordernde Einrichtungen bzw. Teilprozesse geführt und sonach innerhalb des Entwässerungsprozesses genutzt werden. Das kondensierte und somit rücküberführte bzw. rückumgewandelte Wasser kann sonach beispielsweise in einer Aufbereitungseinrichtung, welche insbesondere zu einer Vortrocknung des zu entwässernden Stoffgemenges eingerichtet ist, und/oder in einem einer Kondensationseinrichtung, welche zum Kondensieren des zu kondensierenden gasförmigen Wassers eingerichtet ist, zugeordneten Kühlwasserreservoir, wiederverwendet werden. Selbstverständlich sind grundsätzlich auch andere Wiederverwendungsmöglichkeiten des kondensierten und somit in seinen flüssigen Zustand rücküberführten bzw. rückumgewandelten Wassers innerhalb des Entwässerungsprozesses möglich.
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Denkbar ist es jedoch auch, zumindest einen Teil des in den flüssigen Zustand rücküberführten bzw. rückumgewandelten Wassers an, insbesondere hochreines, Wasser erfordernde Einrichtungen bzw. Prozesse außerhalb des Entwässerungsprozesses zu führen und dort zu nutzen. Das kondensierte und somit in seinen flüssigen Zustand rücküberführte bzw. rückumgewandelte Wasser kann prinzipiell jedweden technischen Prozessen, welche der Verwendung hochreinen Wassers bedürfen, geführt werden.
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Die bei der Kondensation des Wassers, d. h. der Rücküberführung bzw. Rückumwandlung des Wassers von seinem gasförmigen in seinen flüssigen Zustand, entstehende Wärme in Form der Kondensationswärme kann zumindest zu einem Teil im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens innerhalb des Entwässerungsprozesses an Wärme erfordernde Einrichtungen bzw. Teilprozesse geführt und sonach innerhalb des Entwässerungsprozesses genutzt werden. Mit anderen Worten kann die bei der Kondensation des Wassers, d. h. der Rücküberführung bzw. Rückumwandlung des Wassers von seinem gasförmigen in seinen flüssigen Zustand, entstehende Wärmeenergie in Form der Kondensationswärme zumindest zum Teil, insbesondere zu einem wesentlichen Teil, zurückgewonnen werden. Es handelt sich hierbei, wie im Weiteren noch erläutert, um eine besonders energieeffiziente Betriebsweise des Entwässerungsprozesses.
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Selbstverständlich kann die oder ein Teil der Kondensationswärme grundsätzlich auch an Wärme erfordernde Einrichtungen bzw. Teilprozesse außerhalb des Entwässerungsprozesses geführt und dort genutzt werden. Die Kondensationswärme kann sonach auch anderen technischen Prozessen geführt werden.
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Erfindungsgemäß wird zumindest ein Teil der zum Überführen des wenigstens einen Teils des in dem Stoffgemenge enthaltenen Wassers in einen gasförmigen Zustand aufzubringenden bzw. erforderlichen bzw. verwendeten Wärmemenge über eine von dem Entwässerungsprozess unabhängige externe Wärmequelle bereitgestellt.
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Die oder ein Teil der über die von dem Entwässerungsprozess unabhängige externe Wärmequelle bereitgestellten Wärmemenge kann mittelbar oder unmittelbar zum Überführen des in dem Stoffgemenge enthaltenen Wassers in einen gasförmigen Zustand verwendet werden.
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Die oder ein Teil der über die von dem Entwässerungsprozess unabhängige externe Wärmequelle bereitgestellten Wärmemenge kann sonach unmittelbar zur Erwärmung des in den gasförmigen Zustand zu überführenden Wassers verwendet werden. Demzufolge kann die über die externe Wärmequelle bereitgestellte Wärmemenge sonach unmittelbar zur eigentlichen Überführung des Wassers in den gasförmigen Zustand verwendet werden.
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Gleichermaßen kann die oder ein Teil der über die von dem Entwässerungsprozess unabhängige externe Wärmequelle bereitgestellten Wärmemenge auch in einem anderen Teilprozess des erfindungsgemäßen Verfahrens, z. B. zum Zwecke der Temperierung, insbesondere oder Vortrocknung oder Vorerwärmung, des zu entwässernden Stoffgemenges, verwendet werden, um einen Teil der für die Überführung des Wassers erforderlichen Wärmemenge bereits vor der eigentlichen Überführung des Wassers in einen gasförmigen Zustand in das zu entwässernde Stoffgemenge einzubringen. Demzufolge kann die oder ein Teil der über die externe Wärmequelle bereitgestellten Wärmemenge auch mittelbar zur Überführung des Wassers in den gasförmigen Zustand verwendet werden. Die im Weiteren für die eigentliche Überführung des Wassers in einen gasförmigen Zustand erforderliche Wärmemenge kann derart reduziert werden.
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Es handelt sich bei der über die von dem Entwässerungsprozess unabhängige externe Wärmequelle geführte Wärmemenge typischerweise um den im Vergleich kleineren Teil der zum Überführen des in dem Stoffgemenge enthaltenen Wassers in den gasförmigen Zustand insgesamt erforderlichen Wärmemenge, allgemein Energiemenge, da, wie vorstehend erwähnt, insbesondere die im Rahmen der Kondensation des gasförmigen Wassers entstehende Kondensationswärme innerhalb des Entwässerungsprozesses genutzt werden kann. Hierdurch begründet sich die besondere Energieeffizienz des erfindungsgemäßen Verfahrens, welche es insbesondere auch für großtechnische Anwendungen interessant macht.
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Insbesondere ist es im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens möglich, den für das Überführen des in dem Stoffgemenge enthaltenen Wassers in einen gasförmigen Zustand erforderlichen Gesamtenergieverbrauch respektive die für das Überführen des in dem Stoffgemenge enthaltenen Wassers in einen gasförmigen Zustand erforderliche Gesamtwärmemenge nur zu einem geringen Anteil, typischerweise in einem Bereich von 20 bis 30% des Gesamtenergieverbrauchs bzw. der Gesamtwärmemenge, über eine von dem Entwässerungsprozess unabhängige externe Wärmequelle bereitzustellen.
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Der Großteil des für das Überführen des in dem Stoffgemenge enthaltenen Wassers in einen gasförmigen Zustand erforderlichen Gesamtenergieverbrauchs respektive der Großteil der für das Überführen des in dem Stoffgemenge enthaltenen Wassers in einen gasförmigen Zustand erforderlichen Wärmemenge, typischerweise 70 bis 80%, kann innerhalb des Entwässerungsprozesses, insbesondere im Rahmen der Kondensation des in dem ersten Fluidstrom enthaltenen gasförmigen Wassers, d. h. durch die im Rahmen der Kondensation des in dem ersten Fluidstrom enthaltenen gasförmigen Wassers entstehende Kondensationswärme, erzeugt und wiederverwendet werden. Es ist im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens also möglich, dass ein anderer Teil, insbesondere der Großteil, der zum Überführen des wenigstens einen Teils des in dem Stoffgemenge enthaltenen Wassers in einen gasförmigen Zustand erforderlichen Wärmemenge mittelbar oder unmittelbar über die aus der Kondensation des gasförmigen Wassers resultierende Kondensationswärme bereitgestellt wird.
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Sofern das Überführen des in dem Stoffgemenge enthaltenen Wassers in einen gasförmigen Zustand über Verdunsten erfolgt, können aus entsprechenden externen Wärmequellen bereitgestellte, vergleichsweise wenig niederexergetische Wärmemengen, d. h. z. B. Abwärme, Abwässer etc. niederer Temperaturen, insbesondere Abwärme, Abwässer etc. mit Temperaturen unterhalb 100°C, welche Wärmemengen auf sonstige Weise regelmäßig kaum nutzbar sind, eingesetzt werden. Dies ist dadurch begründet, dass die Verdunstung von Wasser nur Wärme bei vergleichsweise niedrigen Temperaturen unterhalb des Siedepunkts von Wasser erfordert. Die Verdunstung des Wassers kann erfindungsgemäß daher bereits bei Temperaturen zwischen 70 und 80°C erfolgen bzw. durchgeführt werden.
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Unter einer von dem Entwässerungsprozess unabhängigen externen Wärmequelle ist allgemein eine von dem erfindungsgemäßen Verfahren unabhängig betriebene Einrichtung oder ein von dem erfindungsgemäßen Verfahren unabhängig betriebener Prozess zu verstehen, aus welchem (überschüssige) Wärme abgeführt werden kann respektive aus welchem (überschüssige) Wärme abfällt.
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Beispielsweise kann es sich bei einer entsprechenden externen Wärmequelle also um einen Wärme, insbesondere Abluft und/oder Abwärme und/oder Abwasser, abgebenden und/oder erzeugenden technischen Prozess, wie z. B. in Kraftwerken, Turbinen etc, betrieben, handeln. Als externe Wärmequelle kann alternativ oder ergänzend auch Solarenergie verwendet werden. Mithin kann die Energie der Sonne, z. B. durch Erwärmung eines dem Entwässerungsprozesse geführten Trägermediums, zum Überführen des in dem Stoffgemenge enthaltenen Wassers in einen gasförmigen Zustand genutzt werden. Als externe Wärmequelle können auch geothermische Anlagen genutzt werden, somit kann auch geothermische Energie bzw. Wärme, z. B. durch Erwärmung eines dem Entwässerungsprozesse geführten Trägermediums, zum Überführen des in dem Stoffgemenge enthaltenen Wassers in einen gasförmigen Zustand genutzt werden.
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Bei den in dem Stoffgemenge enthaltenen Wertstoffen handelt es sich beispielsweise um erzhaltige Wertstoffpartikel, z. B. basierend auf Kupfer bzw. Kupferverbindungen, insbesondere erzartige Kupferschwefelverbindungen, und/oder Molybdän bzw. Molybdänverbindungen, insbesondere erzartige Molybdänschwefelverbindungen, welche zu Metallen aufbereitet werden können. Erfindungsgemäß können jedoch auch alle anderen Stoffgemenge, enthaltend andere Mineralien, welche in Nassverfahren gewonnen werden, entwässert werden.
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Entsprechend kann im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens beispielsweise ein Stoffgemenge in Form eines Wertstoffkonzentrats, welches mittels Flotationsabscheidung aus einer Pulpe abgeschiedene Wertstoffe und Wasser in einer Schaumstruktur enthält, entwässert werden. Denkbar ist es auch, dass im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens ein Stoffgemenge in Form eines Tailings, welches Rückstände aus der Aufbereitung von, insbesondere erzhaltigen, Wertstoffen und Wasser in einer, typischerweise aufgeschlämmten bzw. schlammartigen, Suspension enthält, entwässert wird.
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Gemäß einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens kann ein, insbesondere geschlossener, erster Fluidstromkreislauf zwischen wenigstens einer Überführungseinrichtung, welche zum Überführen des in dem zu entwässernden Stoffgemenge enthaltenen Wassers in einen gasförmigen Zustand eingerichtet ist, und wenigstens einer Kondensationseinrichtung, welche zum Kondensieren des zu kondensierenden gasförmigen Wassers eingerichtet ist, ausgebildet werden, wobei der erste Fluidstrom als Teil oder in einen Teil des ersten Fluidstromkreislaufs geschaltet wird. Es kann also ein Fluidstromkreislauf zwischen einer entsprechenden Überführungseinrichtung und einer entsprechenden Kondensationseinrichtung gebildet werden. Über den ersten Fluidstromkreislauf können in der Überführungseinrichtung entstehende gasförmige Fluide, d. h. insbesondere das in den gasförmigen Zustand überführte Wasser, in die Kondensationseinrichtung geführt werden. Der das gasförmige Wasser enthaltende erste Fluidstrom wird sonach als Teil des oder in einen Teil des ersten Fluidstromkreislaufs geschaltet.
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Zweckmäßig wird der erste Fluidstrom dabei als ein oder in einen der Kondensationseinrichtung geführten ersten Zuführstrom, über welchen das zu kondensierende gasförmige Wasser in die Kondensationseinrichtung geführt wird, in den ersten Fluidstromkreislauf geschaltet.
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Über den ersten Fluidstromkreislauf kann gleichermaßen in der Kondensationseinrichtung entstehende, insbesondere getrocknete, Abluft in die Überführungseinrichtung geführt werden. Die Abluft kann in der Überführungseinrichtung insbesondere dazu genutzt werden, um dort eine Überführung des in dem Stoffgemenge enthaltenen Wassers in einen gasförmigen Zustand zu begünstigen respektive die Effizienz der Überführung des in dem Stoffgemenge enthaltenen Wassers in einen gasförmigen Zustand zu erhöhen. Als entsprechende Überführungseinrichtung wird insbesondere eine Verdunstungs- oder eine Verdampfungseinrichtung verwendet.
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Zweckmäßig wird der erste Fluidstromkreislauf daher mit einem zweiten Zuführstrom, über welchen im Rahmen der Kondensation des zu kondensierenden Wassers entstehende, insbesondere getrocknete, Abluft von der Kondensationseinrichtung in die Überführungseinrichtung geführt wird, ausgebildet.
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Die Bildung von getrockneter Abluft in der Kondensationseinrichtung erfolgt insbesondere dadurch, dass dort das zu kondensierende Wasser, typischerweise ein Wasserdampf-Luft-Gemisch, durch ein in einem Wärmetauscher, insbesondere gegenläufig, zirkulierendes Kühlmittel, typischerweise eine Kühlflüssigkeit, gekühlt wird. Durch die Kühlung der Luft an einer Kondensationsoberfläche der Kondensationseinrichtung kondensiert das Wasser, d. h. es wird verflüssigt. Die bei der Kondensation freigesetzte Kondensationswärme wird von dem Kühlmittel aufgenommen.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens kann das zu entwässernde Stoffgemenge vor dem Überführen wenigstens eines Teils des in dem Stoffgemenge enthaltenen Wassers in einen gasförmigen Zustand in wenigstens einer Aufbereitungseinrichtung, welche insbesondere zu einer Vortrocknung des zu entwässernden Stoffgemenges eingerichtet ist, vorgetrocknet werden. Die Vortrocknung, welche typischerweise auch eine Vorerwärmung des zu entwässernden Stoffgemenges beinhaltet, ermöglicht eine Reduzierung der für das Überführen des in dem Stoffgemenge enthaltenen Wassers in einen gasförmigen Zustand in späteren Prozessschritten erforderlichen Wärmemenge und kann sonach ebenso zu einer Erhöhung der Effizienz des Überführens des in dem Stoffgemenge enthaltenen Wassers in einen gasförmigen Zustand beitragen.
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Die Aufbereitungseinrichtung kann zur Aufbereitung, worunter im Allgemeinen eine thermische Maßnahme zur Vortrocknung bzw. Vorerwärmung des zu entwässernden Stoffgemenges zu verstehen ist, ebenso mit temperierten Fluiden aus dem Entwässerungsprozess versorgt werden. Beispielsweise kann in die Aufbereitungseinrichtung ein durch die Kondensationswärme erwärmtes Kühlmittel einer einer Kondensationseinrichtung zugehörigen Kühleinrichtung geführt werden, um das in der Aufbereitungseinrichtung vorliegende Stoffgemenge vorzutrocknen bzw. vorzuerwärmen. Die der Kondensationseinrichtung zugehörige Kühleinrichtung kann wenigstens einen Wärmetauscher umfassen bzw. als wenigstens ein Wärmetauscher ausgebildet sein.
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Die Aufbereitungseinrichtung kann konstruktiv z. B. als von einem, insbesondere gasförmigen, Trocknungsmedium durchströmter Trocknungsreaktor, insbesondere Bett- oder Festbett- oder Wirbelschichtreaktor, in welchem das zu entwässernde Stoffgemenge von einem, insbesondere gasförmigen, Trocknungsmedium durchströmt wird, ausgebildet sein. Das zu entwässernde Stoffgemenge kann demnach in einem Reaktorraum verteilt vorliegen und durch entsprechende Zuführeinrichtungen zur Zuführung des Trocknungsmediums, insbesondere Zuführdüsen, entsprechend von dem Trocknungsmedium zum Zwecke der Vortrocknung bzw. Vorerwärmung durchströmt werden.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens kann ein, insbesondere geschlossener, zweiter Fluidstromkreislauf zwischen der oder einer Kondensationseinrichtung, welche zum Kondensieren des zu kondensierenden gasförmigen Wassers eingerichtet ist, zugehörigen Kühleinrichtung und der oder einer Aufbereitungseinrichtung, welche insbesondere zu einer Vortrocknung des zu entwässernden Stoffgemenges eingerichtet ist, ausgebildet werden. Es kann also ein zweiter bzw. weiterer Fluidstromkreislauf zwischen einer entsprechenden Überführungseinrichtung und einer entsprechenden Kühleinrichtung, bei welcher es sich, wie erwähnt, typischerweise um einen Wärmetauscher handelt, gebildet werden. Über den zweiten Fluidstromkreislauf können sonach in einem bedingt durch die Kondensationswärme erwärmten Kühlmittel der kondensationseinrichtungsseitigen Kühleinrichtung enthaltene Wärmemengen aus der Kondensationseinrichtung abgeführt und einer Aufbereitungseinrichtung geführt werden. Die der Kühleinrichtung sonach entnommene Wärmemenge kann der Aufbereitungseinrichtung zum Zwecke der Vortrocknung bzw. Vorerwärmung des zu entwässernden Stoffgemenges geführt werden, was wiederum die Energieeffizienz des erfindungsgemäßen Verfahrens insgesamt erhöht.
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Zweckmäßig wird in dem zweiten Fluidstromkreislauf wenigstens eine Temperiereinrichtung, insbesondere ein Wärmetauscher, zum Erwärmen und/oder wenigstens eine Temperiereinrichtung, insbesondere ein Wärmetauscher, zum Kühlen des in dem zweiten Fluidstromkreislauf strömenden, insbesondere flüssigen, Fluids geschaltet. Derart kann die Energieeffizienz des im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens durchgeführten Entwässerungsprozesses weiter erhöht werden, da z. B. über entsprechende der kondensationseinrichtungsseitigen Kühleinrichtung nachgeschaltete Temperiereinrichtungen, insbesondere Wärmetauscher, zum Erwärmen des in dem zweiten Fluidstromkreislauf strömenden, insbesondere flüssigen, Fluids die in eine entsprechende Aufbereitungseinrichtung eingebrachte Wärmemenge erhöht werden kann. Gleichermaßen kann durch einer entsprechenden Aufbereitungseinrichtung nachgeschaltete Temperiereinrichtungen, insbesondere Wärmetauscher, zum Kühlen des in dem zweiten Fluidstromkreislauf strömenden, insbesondere flüssigen, Fluids die Kühlleistung der kondensationseinrichtungsseitigen Kühleinrichtung erhöht und sonach die Effizienz der Kondensation des zu kondensierenden Wassers erhöht werden, was gleichermaßen die Energieeffizienz des erfindungsgemäßen Verfahrens insgesamt erhöht.
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Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Entwässerung eines suspensionsartigen Stoffgemenges, enthaltend, insbesondere erzhaltige, Wertstoffe und Wasser, im Rahmen eines Entwässerungsprozesses gemäß dem vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahren.
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Die Vorrichtung umfasst zumindest:
- – wenigstens eine Überführungseinrichtung, welche zum Überführen wenigstens eines Teils des in dem Stoffgemenge enthaltenen Wassers in einen gasförmigen Zustand zur Entwässerung des Stoffgemenges unter Ausbildung eines das gasförmige Wasser enthaltenden ersten Fluidstroms eingerichtet ist, sowie
- – wenigstens eine Kondensationseinrichtung, welche zum Kondensieren des in dem ersten Fluidstrom enthaltenen gasförmigen Wassers unter Ausbildung eines das kondensierte Wasser enthaltenden zweiten Fluidstroms eingerichtet ist.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist sonach zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eingerichtet. Grundsätzlich gelten hinsichtlich der erfindungsgemäßen Vorrichtung deshalb sämtliche Ausführungen betreffend das erfindungsgemäße Verfahren in allen Ausführungsformen und Varianten analog.
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Gemäß einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann sonach ein, insbesondere geschlossener, erster Fluidstromkreislauf zwischen der wenigstens einen Überführungseinrichtung und der wenigstens einen Kondensationseinrichtung ausgebildet sein, wobei der erste Fluidstrom als Teil oder in einen Teil des ersten Fluidstromkreislaufs geschaltet ist.
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Der erste Fluidstrom kann dabei als ein oder in einen der Kondensationseinrichtung geführten ersten Zuführstrom, über welchen das zu kondensierende gasförmige Wasser in die Kondensationseinrichtung geführt wird, geschaltet sein.
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Der erste Fluidstromkreislauf kann ferner mit einem zweiten Zuführstrom, über welchen im Rahmen der Kondensation des zu kondensierenden Wassers entstehende, insbesondere getrocknete, Abluft von der Kondensationseinrichtung in die Überführungseinrichtung zuführbar ist, ausgebildet sein bzw. einen solchen umfassen.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann diese wenigstens eine der Überführungseinrichtung vorgeschaltete Aufbereitungseinrichtung, welche insbesondere zu einer Vortrocknung bzw. Vorerwärmung des zu entwässernden Stoffgemenges eingerichtet ist, umfassen.
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Die wenigstens eine Aufbereitungseinrichtung kann wenigstens einen Trocknungsreaktor, in welchem das zu entwässernde Stoffgemenge von einem, insbesondere gasförmigen, Trocknungsmedium durchströmt wird, umfassen.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann ein, insbesondere geschlossener, zweiter Fluidstromkreislauf zwischen einer der Kondensationseinrichtung zugehörigen Kühleinrichtung und der oder einer Aufbereitungseinrichtung, welche insbesondere zu einer Vortrocknung des zu entwässernden Stoffgemenges eingerichtet ist, ausgebildet sein.
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Dabei kann in den zweiten Fluidstromkreislauf wenigstens eine Temperiereinrichtung, insbesondere ein Wärmetauscher, zum Erwärmen und/oder eine Temperiereinrichtung, insbesondere ein Wärmetauscher, zum Kühlen des in dem zweiten Fluidstromkreislauf strömenden, insbesondere flüssigen, Fluids geschaltet sein.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnung. Dabei zeigen:
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1, 2 je eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung zur Entwässerung eines suspensionsartigen Stoffgemenges zur Durchführung eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens; und
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3–5 je eine Prinzipdarstellung eines Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung zur Entwässerung eines suspensionsartigen Stoffgemenges zur Durchführung eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens.
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1 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung 1 zur Entwässerung eines suspensionsartigen Stoffgemenges zur Durchführung eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens.
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Das erfindungsgemäße Verfahren betrifft die Entwässerung suspensionsartiger Stoffgemenge, welche neben, typischerweise erzhaltigen, Wertstoffen bzw. Wertstoffpartikeln Wasser enthalten, und kann sonach im Rahmen eines Entwässerungsprozesses entsprechender Stoffgemenge eingesetzt werden. Das erfindungsgemäße Verfahren zielt daher auf eine Abtrennung des Wassers von den in einem entsprechenden Stoffgemenge enthaltenen Wertstoffen bzw. Wertstoffpartikeln und somit auf eine Auftrennung des Stoffgemenges ab.
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Bei dem zu entwässernden Stoffgemenge handelt es sich insbesondere um ein Wertstoffkonzentrat, welches mittels Flotationsabscheidung aus einer Pulpe abgeschiedene Wertstoffe und Wasser in einer Schaumstruktur enthält. Bei dem Stoffgemenge kann es sich auch um ein so genanntes Tailing, welches Rückstände aus der Aufbereitung von, insbesondere erzhaltigen, Wertstoffen und Wasser in einer Suspension enthält, handeln.
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Der Wasseranteil des zu entwässernden Stoffgemenges liegt typischerweise in einem Bereich zwischen 30 und 50 Vol.-%.
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Die Entwässerung des, gegebenenfalls vorentwässerten, Stoffgemenges erfolgt im Wesentlichen über ein in einem ersten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens durchgeführtes Überführen des in dem Stoffgemenge enthaltenen Wassers in einen gasförmigen Zustand.
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Die Überführung des in dem Stoffgemenge enthaltenen Wassers in einen gasförmigen Zustand erfolgt dabei typischerweise über ein Verdunsten des Wassers, d. h. das Wasser wird in einem Temperaturbereich unterhalb seines Siedepunkts in einen gasförmigen Zustand überführt. Grundsätzlich ist auch ein Verdampfen des in dem Stoffgemenge enthaltenen Wassers möglich. Das Verdunsten des Wassers ist jedoch bevorzugt, da es hierfür einer im Vergleich zu dem Verdampfen geringeren für die Überführung des Wassers in einen gasförmigen Zustand erforderlichen Wärmemenge bedarf. Das Verdunsten des in dem Stoffgemenge enthaltenen Wassers ist sonach im Hinblick auf die Energieeffizienz des Verfahrens vorzuziehen.
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Das Überführen des in dem Stoffgemenge enthaltenen Wassers in einen gasförmigen Zustand erfolgt in einer der Vorrichtung 1 zugehörigen Überführungseinrichtung 2. Die Überführungseinrichtung 2 ist zum Überführen wenigstens eines Teils des in dem Stoffgemenge enthaltenen Wassers in einen gasförmigen Zustand ausgebildet bzw. eingerichtet. Da das Überführen des in dem Stoffgemenge enthaltenen Wassers in einen gasförmigen Zustand, wie erwähnt, typischerweise über ein Verdunsten des Wassers erfolgt, ist die Überführungseinrichtung 2 typischerweise als Verdunstungseinrichtung ausgebildet. Das gasförmige Wasser wird, typischerweise in Form eines Wasserdampf-Luft-Gemisches, in einem ersten Fluidstrom FS1 aus der Überführungseinrichtung 2 geführt.
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In einem auf das in dem ersten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens durchgeführten Überführen des in dem Stoffgemenge enthaltenen Wassers in einen gasförmigen Zustand in der Überführungseinrichtung 2 folgenden zweiten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das gasförmige Wasser kondensiert und somit in seinen flüssigen Zustand rücküberführt bzw. rückumgewandelt. Hierfür wird das in dem ersten Fluidstrom FS1 geführte gasförmige Wasser einer Kondensationseinrichtung 3 geführt, in welcher die Kondensation und sonach die Rücküberführung bzw. Rückumwandlung des Wassers in den flüssigen Zustand erfolgt.
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Im Rahmen der Kondensation des gasförmigen Wassers in der Kondensationseinrichtung 3 wird typischerweise getrocknete Abluft gebildet. Die Bildung der getrockneten Abluft in der Kondensationseinrichtung 3 erfolgt insbesondere dadurch, dass dort das zu kondensierende Wasser, bei welchem es sich, wie erwähnt, typischerweise um ein Wasserdampf-Luft-Gemisch handelt, durch eine in einer der Kondensationseinrichtung 3 zugehörigen Kühleinrichtung 4 (vgl. 3–5), welche insbesondere als Wärmetauscher ausgebildet ist oder einen Wärmetauscher umfasst, zirkulierende Kühlflüssigkeit, wie z. B. Kühlwasser, gekühlt wird. Durch die Kühlung der Luft an einer Kondensationsoberfläche der Kondensationseinrichtung 3 kondensiert das Wasser, d. h. es wird verflüssigt. Das kondensierte Wasser kann in einem zweiten Fluidstrom FS2 aus der Kondensationseinrichtung 3 respektive dem diese implementierenden Entwässerungsprozess geführt werden. Das kondensierte Wasser ist typischerweise hochrein und kann über den zweiten Fluidstrom FS2 sonach zumindest teilweise an, insbesondere hochreines, Wasser erfordernde Einrichtungen bzw. Prozesse außerhalb des in der Vorrichtung 1 realisierten Entwässerungsprozesses geführt und dort genutzt werden.
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Die bei der in der Kondensationseinrichtung 3 durchgeführten Kondensation des gasförmigen Wassers entstehende Kondensationswärme kann innerhalb der Vorrichtung 1, d. h. innerhalb des in der Vorrichtung 1 realisierten Entwässerungsprozesses, genutzt werden. Die Nutzung der Kondensationswärme erfolgt insbesondere dadurch, dass die Kondensationswärme über eine durch die der Kondensationseinrichtung 3 zugehörige Kühleinrichtung 4 (vgl. 3–5) strömende Kühlflüssigkeit aus der Kondensationseinrichtung 3 entnommen wird.
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Die durch die Kondensationswärme erwärmte Kühlflüssigkeit strömt über einen dritten Fluidstrom FS3 zu einer der Überführungseinrichtung 2 vorgeschalteten Aufbereitungseinrichtung 5. Die Aufbereitungseinrichtung 5 ist insbesondere dazu eingerichtet, das dieser über eine Fördereinrichtung 6 geführte, typischerweise vorentwässerte, Stoffgemenge vorzutrocknen bzw. vorzuerwärmen. Die Aufbereitungseinrichtung 5 kann daher einen Trocknungsreaktor (nicht gezeigt), in welchem das zu entwässernde Stoffgemenge von einem, insbesondere gasförmigen, Trocknungsmedium durchströmt wird, umfassen.
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Bei dem Trocknungsreaktor kann es sich um einen Bett- oder Festbettreaktor handeln, in welchem das zu entwässernde Stoffgemenge von dem gasförmigen Trocknungsmedium durchströmt wird. Das zu entwässernde Stoffgemenge kann demnach beispielsweise in einem Reaktorraum des Trocknungsreaktors verteilt und durch entsprechende Zuführeinrichtungen zur Zuführung des Trocknungsmediums, insbesondere Zuführdüsen, entsprechend von dem Trocknungsmedium zum Zwecke der Vortrocknung bzw. Vorerwärmung durchströmt werden.
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Das sonach vorgetrocknete bzw. vorerwärmte Stoffgemenge wird über einen vierten Fluidstrom FS4 aus der Aufbereitungseinrichtung 5 respektive dem dieser zugehörigen Trocknungsreaktor in die Überführungseinrichtung 2 geführt. Das in der Überführungseinrichtung 2 nach der mittels der Überführung des Wassers in den gasförmigen Zustand zurückbleibende, entwässerte Stoffgemenge wird über einen fünften Fluidstrom FS5 aus der Vorrichtung 1 geführt. Das entwässerte Stoffgemenge kann im Weiteren beispielsweise zu einer Metallerzaufbereitungsanlage transportiert werden und dort zum Zwecke der Metallgewinnung aufbereitet werden.
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Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es vorgesehen, einen Teil der zum Überführen des in dem Stoffgemenge enthaltenen Wassers in einen gasförmigen Zustand erforderlichen Wärmemenge über eine von dem das erfindungsgemäße Verfahren implementierenden Entwässerungsprozess unabhängige externe Wärmequelle 7 bereitzustellen. Bei der externen Wärmequelle 7 kann es sich z. B. um einen Wärme, insbesondere Abluft und/oder Abwärme und/oder Abwasser, abgebenden und/oder erzeugenden technischen Prozess, wie z. B. in Kraftwerken, Turbinen etc., betrieben, handeln. Als externe Wärmequelle 7 kann alternativ oder ergänzend auch Solarenergie verwendet werden. Mithin kann die Energie der Sonne, z. B. durch Erwärmung eines dem Entwässerungsprozess geführten Trägermediums, zum Überführen des in dem Stoffgemenge enthaltenen Wassers in einen gasförmigen Zustand genutzt werden. Als externe Wärmequelle 7 kann auch eine geothermische Anlage genutzt werden, so dass auch geothermische Energie bzw. Wärme, z. B. durch Erwärmung eines dem Entwässerungsprozesse geführten Trägermediums, zum Überführen des in dem Stoffgemenge enthaltenen Wassers in einen gasförmigen Zustand nutzbar ist.
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Bei dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel wird die über die externe Wärmequelle 7 bereitgestellte Wärmemenge mittelbar zum Überführen des in dem Stoffgemenge enthaltenen Wassers in den gasförmigen Zustand verwendet, da die über die externe Wärmequelle 7 bereitgestellte Wärmemenge der Aufbereitungseinrichtung 5 geführt und sonach zum Zwecke der Vortrocknung des Stoffgemenges bzw. der Vorerwärmung des in diesem enthaltenen Wassers verwendet wird. Mithin wird derart ein Teil der für die Überführung des Wassers in den gasförmigen Zustand erforderlichen Wärmemenge bereits vor der eigentlichen Überführung des Wassers in den gasförmigen Zustand in das zu entwässernde Stoffgemenge eingebracht, wodurch die im Weiteren für die eigentliche Überführung des Wassers in den gasförmigen Zustand erforderliche Wärmemenge reduziert werden kann.
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Selbstverständlich ist es auch denkbar, die über die externe Wärmequelle 7 bereitgestellte Wärmemenge unmittelbar der Überführungseinrichtung 2 zuzuführen, so dass diese Wärmemenge unmittelbar zur eigentlichen Überführung des Wassers in den gasförmigen Zustand verwendet wird.
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Ein anderer Teil, insbesondere der Großteil, der zum Überführen des in dem Stoffgemenge enthaltenen Wassers in den gasförmigen Zustand erforderlichen Wärmemenge wird mittelbar oder unmittelbar über die aus der Kondensation des gasförmigen Wassers resultierende Kondensationswärme bereitgestellt. Mit anderen Worten wird der nicht über die externe Wärmequelle 7 bereitgestellte Teil der für die Überführung des Wassers in den gasförmigen Zustand erforderlichen Wärmemenge in Form der in der Kondensationseinrichtung 3 entstehenden Kondensationswärme aus dem das erfindungsgemäße Verfahren implementierenden Entwässerungsprozess selbst gewonnen. Hierdurch ist die besondere Energieeffizienz des erfindungsgemäßen Prinzips begründet.
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Zumindest ein Teil der in der Kondensationseinrichtung 3 im Rahmen der Kondensation des Wassers entstehenden getrockneten Abluft kann über einen sechsten Fluidstrom FS6 aus der Kondensationseinrichtung 3 zurück in die Überführungseinrichtung 2 geführt werden, in welcher sie die Überführung des in dem Stoffgemenge enthaltenen Wassers in den gasförmigen Zustand begünstigen kann.
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Der erste Fluidstrom FS1, über welchen das gasförmige Wasser aus der Überführungseinrichtung 2 in die Kondensationseinrichtung 3 geführt wird, und der sechste Fluidstrom FS6, über welchen die im Rahmen der Kondensation entstehende bzw. entstandene getrocknete Abluft aus der Kondensationseinrichtung 3 in die Überführungseinrichtung 2 geführt wird, bilden einen geschlossenen Fluidstromkreislauf respektive sind in einen derartigen zwischen der Überführungseinrichtung 2 und der Kondensationseinrichtung 3 gebildeten Fluidstromkreislauf geschaltet.
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Der erste Fluidstrom FS1 ist dabei als ein oder in einen der Kondensationseinrichtung 3 geführten ersten Zuführstrom, über welchen das zu kondensierende gasförmige Wasser in die Kondensationseinrichtung geführt 3 wird, in den ersten Fluidstromkreislauf geschaltet. Der sechste Fluidstrom FS6 ist als ein oder in einen der Überführungseinrichtung 2 geführten zweiten Zuführstrom, über welchen die im Rahmen der Kondensation des zu kondensierenden Wassers entstehende getrocknete Abluft von der Kondensationseinrichtung 3 in die Überführungseinrichtung 2 geführt wird, geschaltet.
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2 zeigt eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung 1 zur Entwässerung eines suspensionsartigen Stoffgemenges zur Durchführung eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens.
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Im Unterschied zu dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel der Vorrichtung 1 wird hier ein Teil des in der Kondensationseinrichtung 3 anfallenden kondensierten Wassers über den zweiten Fluidstrom FS2 nicht aus der Vorrichtung 1 respektive dem diese implementierenden Entwässerungsprozess geführt, sondern in ein Kühlwasser enthaltendes Kühlmittelreservoir 8 geführt. Das Kühlmittelreservoir 8, welches z. B. als Kühlmitteltank ausgebildet sein kann, ist über einen siebten Fluidstrom FS7 mit der der Kondensationseinrichtung 3 zugehörige Kühleinrichtung 4 verbunden. Die der Kondensationseinrichtung 3 zugehörige Kühleinrichtung 4 wird sonach bedarfsweise über den siebten Fluidstrom FS7 mit Kühlflüssigkeit versorgt. Das Kühlmittelreservoir 8 wiederum kann zusätzlich über eine externe Kühlmittelquelle 9 mit Kühlflüssigkeit gespeist werden.
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Anhand des in 2 gezeigten Ausführungsbeispiels ist sonach ersichtlich, dass das in der Kondensationseinrichtung 3 in den flüssigen Zustand rücküberführte bzw. rückumgewandelte Wasser innerhalb des Entwässerungsprozesses an Wasser erfordernde Einrichtungen bzw. Teilprozesse geführt und sonach innerhalb des Entwässerungsprozesses genutzt bzw. wiederverwendet werden kann.
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3 zeigt eine Prinzipdarstellung eines Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung 1 zur Entwässerung eines suspensionsartigen Stoffgemenges zur Durchführung eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens. Das in 3 gezeigte Ausführungsbeispiel entspricht dabei im Wesentlichen den in den 1, 2 gezeigten Ausführungsbeispielen, so dass diesbezügliche Ausführungen sowohl betreffend die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 als auch das erfindungsgemäße Verfahren respektive den diesem implementierenden Entwässerungsprozess analog gelten.
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In möglicher Ergänzung zu den in den 1, 2 gezeigten Ausführungsbeispielen ist hier gesondert eine der Überführungseinrichtung 2 nachgeschaltete Abtrenneinrichtung 10, z. B. in Form eines Zyklons, gezeigt, welche dazu ausgebildet bzw. eingerichtet ist, eine das gasförmige Wasser enthaltende gasförmige Phase und eine die übrigen, d. h. nicht in den gasförmigen Zustand überführten, Bestandteile des Stoffgemenges enthaltende feste und/oder flüssige Phase aufzutrennen.
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In möglicher Ergänzung zu den in 1, 2 gezeigten Ausführungsbeispielen ist ferner eine in den von der Kondensationseinrichtung 3 in die Überführungseinrichtung 2 führenden sechsten Fluidstrom FS6 geschaltete Fördereinrichtung 11 in Form eines Gebläses gezeigt.
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Anhand der in den 3–5 gezeigten Ausführungsbeispiele ist ferner ersichtlich, dass neben dem zwischen der Überführungseinrichtung 2 und der Kondensationseinrichtung 3 gebildeten Fluidstromkreislauf, welcher insbesondere den ersten Fluidstrom FS1 und den sechsten Fluidstrom FS6 umfasst, ein weiterer bzw. zweiter Fluidstromkreislauf zwischen der der Kondensationseinrichtung 3 zugehörigen Kühleinrichtung 4 und der Aufbereitungseinrichtung 5 gebildet sein kann. Der zweite Fluidstromkreislauf umfasst sonach den von der Kühleinrichtung 4 in die Aufbereitungseinrichtung 5 führenden dritten Fluidstrom FS3, über welchen durch Kondensationswärme aus der Kondensationseinrichtung 3 erwärmte Kühlflüssigkeit aus der Kühleinrichtung 4 zum Zwecke der Vortrocknung bzw. Vorerwärmung des in der Aufbereitungseinrichtung 5 vorliegenden Stoffgemenges in die Aufbereitungseinrichtung 5 geführt wird, und einen von der Aufbereitungseinrichtung 5 in die Kühleinrichtung 4 führenden achten Fluidstrom FS8, über welchen die aus der Aufbereitungseinrichtung 5 nach Erwärmen bzw. Trocknen des in dieser vorliegenden Stoffgemenges austretende, typischerweise durch die Abgabe von Wärmeenergie in der Aufbereitungseinrichtung 5 im Vergleich kühlere Kühlflüssigkeit zurück in die Kühleinrichtung 4 geführt wird.
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In den zweiten Fluidstromkreislauf, d. h. in den diesem zugehörigen dritten Fluidstrom FS3, ist eine Temperiereinrichtung 12 in Form eines Wärmetauschers geschaltet. Derart ist ein Wärmeübergang von der Temperiereinrichtung 12 respektive des durch diese geführten Mediums, d. h. z. B. erwärmte Abluft oder erwärmtes Abwasser, auf die in dem dritten Fluidstrom FS3 geführte Kühlflüssigkeit möglich. Die Temperiereinrichtung 12 dient zum Erwärmen der in dem dritten Fluidstrom FS3 geführten Kühlflüssigkeit. Die über die Temperiereinrichtung 12 in den dritten Fluidstrom FS3 eingebrachte Wärmemenge in Form der erwärmten Abluft oder des erwärmten Abwassers kann über eine externe Wärmequelle 7 bereitgestellt sein. Ersichtlich ist der Temperiereinrichtung 12 ein die durch die Temperiereinrichtung 12 geführte Abluft bzw. das durch die Temperiereinrichtung 12 geführte Abwasser aus der Vorrichtung 1 führender neunter Fluidstrom FS9 nachgeschaltet.
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Das in 4 gezeigte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem in 3 gezeigten Ausführungsbeispiel allein dadurch, dass hier auch in den dem ersten Fluidstromkreislauf zugehörigen sechsten Fluidstrom FS6 eine Temperiereinrichtung 13 in Form eines Wärmetauschers geschaltet ist. Durch die Temperiereinrichtung 13 kann ein gasförmiges oder flüssiges Temperiermedium geführt werden. Über die Temperiereinrichtung 13 ist eine Erwärmung der von der Kondensationseinrichtung 3 in die Überführungseinrichtung 2 geführten getrockneten Abluft möglich. Durch die Temperiereinrichtung 13 kann sonach die Effizienz der in der Überführungseinrichtung 2 durchgeführten Überführung des in dem Stoffgemenge enthaltenen Wassers in den gasförmigen Zustand erhöht werden. Bei der durch die Temperiereinrichtung 13 geführten Wärmemenge kann es sich ebenso um erwärmte Abluft oder erwärmtes Abwasser handeln. Die über die Temperiereinrichtung 13 in den sechsten Fluidstrom FS6 eingebrachte Wärmemenge dient sonach unmittelbar der Überführung des in dem Stoffgemenge enthaltenen Wassers in den gasförmigen Zustand. Die über die Temperiereinrichtung 13 in den sechsten Fluidstrom FS6 eingebrachte Wärmemenge kann zumindest zum Teil über eine externe Wärmequelle 7 bereitgestellt sein. Ersichtlich ist der Temperiereinrichtung 13 ein das durch die Temperiereinrichtung 13 geführte Temperiermedium aus der Vorrichtung 1 führender zehnter Fluidstrom FS10 nachgeschaltet.
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Das in 5 gezeigte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem in 4 gezeigten Ausführungsbeispiel allein dadurch, dass hier auch in den dem zweiten Fluidstromkreislauf zugehörigen achten Fluidstrom FS8 eine Temperiereinrichtung 14 in Form eines Wärmetauschers geschaltet ist. Durch die Temperiereinrichtung 14 kann ein gasförmiges oder flüssiges Kühlmedium geführt werden. Über die Temperiereinrichtung 14 ist eine Kühlung der von der Aufbereitungseinrichtung 5 in die Kondensationseinrichtung 3 geführten Kühlflüssigkeit möglich. Durch die Temperiereinrichtung 14 kann sonach die Effizienz der in der Kondensationseinrichtung 3 durchgeführten Kondensation des gasförmigen Wassers und somit dessen Rückführung bzw. Rückumwandlung in den flüssigen Zustand erhöht werden, da aufgrund der durch die Temperiereinrichtung 14 erfolgenden zusätzlichen Kühlung der in die Kondensationseinrichtung 3 geführten Kühlflüssigkeit eine hinreichend tiefe Temperatur der durch die Kühleinrichtung 4 geführten Kühlflüssigkeit erreicht bzw. sichergestellt werden kann.
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Ersichtlich ist der Temperiereinrichtung 14 ein das durch die Temperiereinrichtung 14 geführte Kühlmedium aus der Vorrichtung 1 führender elfter Fluidstrom FS11 nachgeschaltet. Das aus der Temperiereinrichtung 14 geführte und sonach durch den Wärmeaustausch mit der in die Kühleinrichtung 4 geführten Kühlflüssigkeit erwärmte Kühlmedium respektive die darin enthaltene Wärmemenge könnte zumindest zum Teil auch in einem Teilprozess innerhalb der Vorrichtung 1, in welchem Teilprozess Wärme erforderlich ist, genutzt bzw. verwendet werden.
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Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Ausführungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.
