DE19752017A1 - Verfahren zur kombinierten Mechanisch-/Thermischen Entfeuchtung von pastösen Feststoffen, Schlämmen und Suspensionen - Google Patents

Description

Die Entfeuchtung und Trocknung von Produkten oder Reststoffen sind wesentliche Ver­ fahrensschritte zahlreicher Prozesse. Unter energetischen Gesichtspunkten wird dabei häufig die mechanische Entfeuchtung vorgezogen, da hier der Energieaufwand zur Entfer­ nung von Flüssigkeiten nur einen Bruchteil der zur Verdampfung notwendigen Energie­ menge darstellt. Allerdings unterliegen die bekannten Verfahren abhängig vom behandel­ ten Stoffsystem Beschränkungen in Durchsatz und möglichem Entfeuchtungsgrad. In vielen Anwendungsfällen, in denen die Forderung nach einer geringen Restfeuchte besteht, muß aus diesem Grund eine energieaufwendige thermische Trocknung nachgeschaltet werden.

Bei der mechanischen Flüssigkeitsabtrennung wird das Material durch das Aufbringen mechanischer Kräfte entfeuchtet. Hierbei wird das Volumen des zu entfeuchtenden Stoffes verringert und die Flüssigkeit verdrängt und abgetrennt.

Es ist bekannt, daß neben der chemischen Zusammensetzung die Mikro- und Makro­ struktur des Feststoffgerüstes, die Bindung der Flüssigkeit an den Feststoff sowie die physikalischen Eigenschaften der Flüssigkeit für das technologische Verhalten verschie­ dener Feststoff-/Flüssigkeitssysteme bei der Entfernung der Flüssigkeit von wesentlicher Bedeutung sind. Der erreichbare Feuchtegehalt hängt von den genannten Faktoren des Feststoff-/Flüssigkeitssystems sowie von dem aufgebrachten Preßdruck ab. Dabei setzt sich der aufgebrachte Gesamtdruck im Verlauf der Preßphase aus dem Flüssigkeitsdruck sowie dem Widerstand des Feststoffes zusammen.

Der Entfeuchtungsvorgang teilt sich in zwei Phasen:

• - die Filtrationsphase, in der der gesamte aufgebrachte Druck von der Flüssigkeit aufge­ nommen wird, bis sich durch die Filtratströmung ein Filterkuchen gebildet hat und die freie Flüssigkeit abgetrennt ist,
• - die Konsolidierungsphase, in der der Feststoff zunehmend die von außen aufgebrachte Druckkraft aufnimmt und dabei komprimiert und entfeuchtet wird.

Der Gleichgewichtszustand bzw. das Ende der Entfeuchtung ist erreicht, wenn der Flüs­ sigkeitsdruck vollständig abgebaut ist und der gesamte aufgebrachte Druck vom Feststoff aufgenommen wird. Damit verbleibt im Feststoff in Abhängigkeit der Prozeßparameter eine Restflüssigkeitsmenge die als Gleichgewichtsfeuchte bezeichnet wird.

Diese Gleichgewichtsfeuchte sowie die Zeit zur Einstellung dieses Gleichgewichtes ist ab­ hängig von den den Strömungsdruckverlust beeinflussenden Parametern wie Viskosität und Dichte der Flüssigkeit und der Schichthöhe des Einsatzmaterials sowie von den die Kapillarkräfte bestimmenden Prozeßgrößen wie Korngrößenverteilung des Feststoffes und Oberflächenspannung der Flüssigkeit.

Bei den in der Großtechnik angewendeten mechanischen Verfahren zur Reduzierung des Feuchtegehaltes von Feststoffen ergeben sich damit die folgenden Randbedingungen:

• - die von außen aufgebrachte Kraft muß den kapillaren Eintrittsdruck sowie den Strömungsdruckverlust überwinden,
• - die Erhöhung der Schichthöhe wirkt sich erheblich auf den Strömungsdruckverlust sowie die erreichbare Endfeuchte bei einem gegebenen Feststoff-/Flüssigkeitssystem aus
• - bei Forderung geringer Restfeuchten muß evtl. eine thermische Trocknung des Fest­ stoffes nachgeschaltet werden.

Die in der Industrie bzw. im kommunalen Bereich anfallenden feuchten Feststoffe können nach verschiedenen Kriterien in Stoffklassen eingeteilt werden. Eine Möglichkeit, die ver­ schiedenen Stoffe zu klassieren, ist die Einteilung der Stoffe nach ihrer Konsistenz, die gleichermaßen durch den Feuchtegehalt und durch die vorwiegend vorliegende Bindungs­ art der Flüssigkeit an den Feststoff charakterisiert wird. Die Art der Bindung der Flüssig­ keit an den Feststoff hängt im wesentlichen von der chemischen Zusammensetzung, sowie der Mikro- und Makrostruktur des Feststoffgefüges ab. So spielt neben der Korngrößen­ verteilung auch die Form der Einzelpartikel bei der Entfeuchtung eine wesentliche Rolle.

Damit können die in großtechnischen Prozessen zu entfeuchtenden Materialen grob in drei Stoffklassen eingeteilt werden:

• - feuchte Feststoffschüttungen, bei denen die Flüssigkeit im wesentlichen kapillar und adsorptiv gebunden ist und die nur wenig Haftflüssigkeit aufweisen (z. B. Braunkohle, Torf, Holzrinde)
• - Schlämme und pastöse Materialien, bei denen die Flüssigkeit zum Teil auf der Ober­ fläche, zum Teil als Kapillarflüssigkeit und zum Teil adsorptiv oder in Zellstrukturen gebunden vorliegt (Klärschlamm, Wasserwerkschlamm)
• - Schlämme und Suspensionen mit geringem Feststoffgehalt, bei denen die Flüssigkeit auf der Oberfläche vorliegt, die sich chemisch inert verhalten und die bei der Auf­ prägung mechanischer Kräfte weder plastisch noch elastisch verformbar bzw. kaum deformierbar sind (Flotationsberge, Flotationskonzentrat, Sand).

Während bei der mechanischen Entfeuchtung von Schlämmen und Suspensionen, das heißt, bei vollständiger Sättigung der zu entfeuchtenden Substanz mit Flüssigkeit, Filtra­ tionsphase und Konsolidierungsphase auftreten, erfolgt die Entfeuchtung von Feststoff­ schüttungen die vorwiegend Kapillarflüssigkeit und adsorbierte Flüssigkeit enthalten nur durch die Konsolidierungsphase.

Bei der in der Literatur (Gerl, Kroger, Stahl, Krumrey: Aufbereitungs-Technik 35 (1994) 11, S. 563/572) als mechanisch/thermisches Entfeuchtungsverfahren beschriebenen Dampf-Druckfiltration wird ein mit Flüssigkeit gesättigter Feststoffkuchen mit Dampf beaufschlagt und die noch kalte Haufwerksflüssigkeit durch den Dampf verdrängt. Dringt der Dampf zunehmend weiter in den Feststoffkuchen ein, reduziert sich der im Kuchen auftretende Strömungsdruckverlust aufgrund der beschriebenen Änderung der physika­ lischen Eigenschaften der Flüssigkeit und der Vorgang wird im Vergleich zu der Beauf­ schlagung der zu entfeuchtenden Substanz mit Druckluft bei der konventionellen Luft- Druckfiltration begünstigt. Hierbei ist allerdings zu berücksichtigen, daß bei beiden Entfeuchtungsverfahren zu Beginn der Entfeuchtung für das Austreiben der kalten Flüssigkeit die gleichen Bedingungen im Hinblick auf den Strömungsdruckverlust sowie den kapillaren Eintrittsdruck gelten.

Es zeigt sich also, daß die positiven Effekte einer kombinierten mechanisch/thermischen Entfeuchtung bei der Dampf-Druckfiltration nur teilweise genutzt werden, da sich der Bereich höherer Temperaturen erst im Verlauf des Prozesses durch den Kuchen fort­ pflanzt.

In der Literatur ist ein Verfahren bekannt, das die Änderung der Stoffeigenschaften der Flüssigkeiten mit der Temperatur über die zum Normaldruck gehörige Sattdampftem­ peratur hinaus im gesamten Verlauf der mechanischen Beanspruchung nutzt.

Dies ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Reduzierung des Wassergehaltes gemäß DE 44 34 447 A1, mit dem kohlenstoffhaltige Materialien, im wesentlichen Feststoffe der ersten oben genannten Stoffklasse, insbesondere Braunkohle, durch die kombinierte Anwendung von Wärme und mechanischer Kraft energetisch günstig entwässert werden können.

Die Entwässerung wird durch verschiedene physikalische und chemische Veränderungen in der ursprünglich pflanzlichen Struktur der Braunkohle sowie durch die Änderung der physikalischen Eigenschaften des Wassers mit der Temperatur gefördert. Durch die An­ wendung des sogenannten Mechanisch/Thermischen Entwässerungsverfahrens (MTE- Verfahren) gemäß DE 44 34 447 A1 gelingt es, neben einer Reduzierung des erreichbaren Endwassergehaltes den flächenspezifischen Durchsatz mit steigender Temperatur zu erhö­ hen und durch die damit verbundene Verringerung des technischen Aufwandes eine ener­ getisch günstige und wirtschaftliche Lösung für den Einsatz des Verfahrens als Vor­ trocknungsstufe im Kraftwerksbereich zu schaffen.

In dem Artikel "Mechanisch/Thermische Entwässerung als Vortrocknungsstufe für braun­ kohlegefeuerte Kraftwerke" (VDI-Berichte Nr. 1280 (1996), S. 165/173) von K. Strauß, S. Berger, Chr. Bergins, F.B. Bielfeldt, M. Erken und M. Hoffmann wird die Abhängigkeit der Entwässerbarkeit von den verschiedenen Prozeßparametern erläutert. Den größten Ein­ fluß auf den Endwassergehalt und die Prozeßzeit hat hierbei die Prozeßtemperatur, da sich insbesondere die Reduzierung der Dichte und Viskosität (Reibungskräfte) sowie die Her­ absetzung der Oberflächenspannung (Kapillarkräfte) des Wassers mit steigender Tempera­ tur positiv auf die Strömungsvorgänge innerhalb des Haufwerkes und damit auf die Ent­ wässerbarkeit auswirken. Die Konsistenz der Braunkohle, die trotz des hohen Wassergehaltes von 50-60 Gew.-% als körnige Feststoffschüttung vorliegt, ermöglicht eine direkte Aufheizung des Feststoffes bei der Durchströmung mit heißem Prozeßwasser und Dampf. Die Struktur der Schüttung, deren Permeabilität und Hohlraumvolumen sich durch die Korngrößenverteilung sowie die Höhe der Vorverdichtung beeinflussen lassen, ermöglicht eine ebene Strömung innerhalb der Schüttung und gewährleistet in Verbindung mit der einstellbaren Schichthöhe einen optimalen Wärmeübergang von Wärmeträger zu Feststoff. Durch die Verwendung von Sattdampf als Heizmedium können hohe Wärme­ übergangszahlen realisiert werden, so daß im wesentlichen die Wärmeleitung im Kohle­ korn den geschwindigkeitsbestimmenden Schritt bei der Aufheizung der Partikel darstellt.

Der bei der mechanisch/thermischen Behandlung von Kohle auftretende Entwässerungs­ effekt mit steigender Temperatur ist zum einen auf den irreversiblen Abbau funktioneller Gruppen und zum anderen auf die Ausnutzung der reversiblen Änderungen der Stoff­ eigenschaften des Wassers zurückzuführen.

Welche Mechanismen genau für die Entfeuchtung verantwortlich sind, hängt von dem vorliegenden Flüssigkeits-/Feststoffsystemen ab. Die Entfernung der Flüssigkeit bei dem Braunkohle-/Wasser-System wird durch die folgenden mit steigender Temperatur auftre­ tenden Veränderungen begünstigt:

• - die Änderung der Stoffeigenschaften der Flüssigkeit wie Viskosität, Dichte und Ober­ flächenspannung,
• - die Reduzierung der Reichweite von elektrostatischen Wechselwirkungen durch die höhere kinetische Energie der Flüssigkeitsmoleküle,
• - die Zerstörung von Zell- und Porenstrukturen bei Ausdehnung der Flüssigkeit durch die mit der Prozeßtemperatur abnehmende Dichte,
• - die Änderung der Feststoffeigenschaften (Aufschmelzen von Kohlebestandteilen),
• - die Änderung der Oberflächeneigenschaften des Materials durch chemische Reaktionen (Hydrophobisierung),
• - die Zersetzung von funktionellen Gruppen und die damit verbundene
  • - Zerstörung der die Gelstruktur stabilisierenden Bindungsträger der Wasserstoff­ brücken und
  • - Entwicklung gasförmiger Bestandteile, die die Flüssigkeit aus den Poren verdrängen.

Für die Übertragung dieser Erkenntnisse auf andere Stoffsysteme gilt, daß die Kinetik der Entfeuchtung, unabhängig von den chemischen Änderungen des Feststoffes, durch die Änderung der physikalischen Eigenschaften der Flüssigkeit beeinflußt werden kann. Durch die Herabsetzung der Stoffwerte Dichte und Viskosität kann der Reibungsdruckverlust der Strömung innerhalb freier Kapillaren bei Wasser beispielsweise von 20 bis 200°C um einen Faktor 10 erniedrigt werden. Die niedrigere Oberflächenspannung führt im Fall von Wasser etwa zu einer Halbierung des kapillaren Eintrittsdruckes.

Die Zufuhr thermischer Energie mittels den Stoff durchströmendem Wärmeträger gemäß DE 44 34 447 A1 oder bei der in der Literatur beschriebenen Dampf-Druckfiltration gestaltet sich bei Stoffen von pastöser oder schlammiger Konsistenz sowie bei Suspen­ sionen aufgrund hoher kapillarer Eintrittsdrücke und hoher Strömungsdruckverluste schwierig, da zu Beginn der Kuchen mit kalter Haufwerksflüssigkeit gesättigt ist und ge­ rade diese Flüssigkeit schwer aus dem zu entfeuchtenden Stoff entfernt werden kann.

Der im Patentanspruch 1 angegebenen Erfindung liegt das Problem zugrunde, die Prozeß­ zeit sowie die erreichbare Endfeuchte mittels mechanischer Flüssigkeitsabtrennung durch die Änderung der die Strömungsvorgänge sowie die Kapillarkräfte beeinflussenden Eigen­ schaften der Flüssigkeit und des Feststoffes zu reduzieren.

Dieses Problem wird durch die in Patentanspruch 1 aufgeführten Merkmale, das heißt, die Aufheizung von pastösen Feststoffen, Schlämmen und Suspensionen über die zum Normaldruck gehörige Sattdampftemperatur hinaus durch die Zufuhr von thermischer Energie und die anschließende Einwirkung von mechanischem Druck auf das heiße Material gelöst.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen darin, daß aufgrund der Erhöhung der von den Stoffwerten der Flüssigkeit abhängigen Strömungsgeschwindigkeit bei der Entfeuchtung innerhalb des Haufwerkes im Vergleich zu den heute üblichen mechanischen Entfeuchtungsverfahren größere Durchsätze erreichbar sind sowie eine mögliche Reduzierung der Gleichgewichtsfeuchte bei gleichem aufgebrachtem Preßdruck auftreten kann. Damit können bei gleichem Massendurchsatz die Abmessungen des Verfahrensapparates reduziert und die Schichthöhe erheblich gesteigert werden.

Durch die Erzielung geringerer Restfeuchten mittels der Mechanisch/Thermischen Entfeuchtung im Vergleich zu einer rein mechanischen Behandlung des Einsatzstoffes kann z. B. die zu deponierende Restmenge bei Abfallstoffen reduziert und damit die Deponierungskosten gesenkt werden, ohne daß eine energetisch ungünstige und mit einem zusätzlichen Anlagenaufwand verbundene Trocknung nachgeschaltet werden muß.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in den Patent­ ansprüchen 2-7 angegeben. Hierbei erfolgt je nach Konsistenz des Einsatzstoffes die Wärmezufuhr entweder direkt durch die Vermischung des kalten Einsatzstoffes mit der aus dem vorherigen Prozeß austretenden heißen Flüssigkeit bzw. durch kondensierenden Dampf oder indirekt über den Wärmetausch des aufzuheizenden Feststoffes mit der aus dem vorherigen Schritt austretenden heißen Flüssigkeit bzw. mit kondensierendem Dampf.

Die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann mittels der im folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiele erfolgen. Es zeigen

Fig. 1 Verfahrensschema bei dem die Aufheizung des zu entfeuchtenden Materials direkt in der als Presse ausgeführten Entfeuchtungsvorrichtung erfolgt (1. Ausführungsbeispiel),

Fig. 2-7 Verfahrensschemata zur Darstellung des Prozeßablaufes unter Nutzung der fühlbaren Wärme der austretenden Flüssigkeit (2. Ausführungsbeispiel).

Das 1. Ausführungsbeispiel zur Durchführung des Verfahrens ist in Fig. 1 dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens besteht aus einem zylindrischen Stahlmantel in den von oben und unten jeweils ein mit Dichtungsringen versehener Kolben eingefahren wird. Im oberen Kolben ist ein Einlaß­ stutzen vorgesehen, durch den der Einsatzstoff in die Vorrichtung eingeführt werden kann. Die Vorrichtung wird über Ventil 1 mit dem Einsatzstoff gefüllt. Durch eine zuführende Leitung (Ventil 2) wird von unten Dampf in die Vorrichtung eingedüst (Fig. 1.a). Die gleichmäßige Verteilung des Dampfes erfolgt durch ein Düsensystem im unteren Kolben und durch ein am Kolben befestigtes Gewebe. Der Dampf kondensiert im Inneren des Zylinders und erwärmt den Einsatzstoff. Nach Erreichen der Prozeßtemperatur wird die Dampfzufuhr abgestellt und die Suspension durch das Aufprägen mechanischer Kräfte, das heißt, durch Absenken des oberen Pressenstempels, über die Ventile 3.1 und 3.2 ent­ feuchtet (Fig. 1.b). Die genannten Ventile sollten als Gegendruckventile ausgeführt sein, um die Temperatur im Verlauf der Preßphase auf hohem Niveau zu halten. Nachdem der aufgebrachte Druck vollständig vom Feststoff aufgenommen wurde, werden die Ventile 3.3 und 3.4 geöffnet und das System zur Atmosphäre entspannt. Durch den Abzug des Entspannungsdampfes kühlt sich der entstandene Feststoffkuchen ab. Durch Anlegen eines Vakuums kann die Restflüssigkeit auf der Ober- und Unterseite abgesaugt und die Abkühlung weiter gefördert werden. Nach Abzug des Entspannungsdampfes können die beiden Kolben abgesenkt werden, wobei der untere Kolben sowie der entstandene Preßling vollständig aus dem zylindrischen Mantel austritt. Der obere Kolben bleibt mit der Dich­ tung innerhalb des Zylinders und der auf dem unteren Kolben liegende Kuchen kann mit einer Ausstoßvorrichtung aus der Anlage entfernt werden.

Nachteil dieser Ausführung ist der Verlust der fühlbaren Wärme der austretenden Flüssig­ keit.

Zur Nutzung der fühlbaren Wärme der austretenden Flüssigkeit im Hinblick auf eine opti­ male Energienutzung müssen zusätzlich zu der im 1. Ausführungsbeispiel beschriebenen Presse zwei Behälter installiert werden, die jeweils mit einer Heizschlange versehen sind, und in denen der Einsatzstoff aufgeheizt wird. Die Behälter werden wechselweise zur Durchführung des Prozesses bzw. zur Aufheizung des in der nächsten Charge zu ent­ feuchtenden Stoffes verwendet. Anhand Fig. 2-7 (2. Ausführungsbeispiel) soll der Ver­ fahrensablauf dargestellt werden.

Zur Beschreibung des Prozesses wird ein Ausgangspunkt gewählt, bei dem beide Behälter vollständig mit Suspension gefüllt sind (Fig. 2). Die Suspension in Behälter B1 ist auf eine bestimmte Temperatur aufgeheizt. Die Suspension in Behälter B2 hat die Temperatur, mit der der zu entfeuchtende Stoff zu Beginn des Prozesses vorliegt. Der Pressenbehälter ist leer und die beiden Kolben stehen zu Beginn des Prozesses aufeinander. Der untere Kolben ist arretiert. Die Flüssigkeit aus Behälter B1 wird mittels Dampfdruck oder mittels einer Pumpe durch die Öffnung der Ventile 1.1 und 1.2 in den Pressenbehälter eingeleitet und der obere Kolben bewegt sich mit fortschreitender Befüllung des Pressenzylinders nach oben.

Wenn der Pressenkolben die obere Position erreicht hat (Fig. 3), baut sich an der Oberseite des Pressenbehälters der maximale Druck (Dampfdruck/Pumpendruck) auf. Durch die Unterseite des Pressenbehälters wird (bei der Öffnung von Ventil 3.1) die bei der Anfil­ tration durch ein Ventil austretende Flüssigkeit zur indirekten (1.3) oder zum Teil zur direkten (1.4) Vorwärmung der Suspension im zweiten Pressenbehälter genutzt.

Um die Temperatur an der Filterfläche auf hohem Niveau zu halten, bietet es sich an, das Ventil 1.3 als Gegendruckventil auszuführen. Bei geeigneter Positionierung des Einfüllstutzens, z. B. in der Zylinderwandung, kann durch die Filterfläche an oberem und unterem Kolben (Öffnung der Ventile 3.1 und 3.2) anfiltriert werden. Die Zugabe der Suspension aus Behälter B1 ist abgeschlossen, wenn sich der Stoff innerhalb der Presse aufkonzentriert hat und sich ein Filterkuchen gebildet hat.

Durch die Eindüsung von Prozeßdampf an der Oberseite der Schüttung über Ventil 4 (Fig. 4) kann der Feststoff durch die Kondensationswärme vor dem Beginn der Preßphase zusätzlich auf eine höhere Prozeßtemperatur aufgeheizt werden. Diese als Nachbedampfung bezeichnete Prozeßphase ist abgeschlossen, wenn das gesamte Haufwerk die Prozeßtemperatur erreicht hat.

Durch die Absenkung des oberen Pressenstempels kann die aus dem Feststoff austretende heiße Flüssigkeit über Ventil 3.1 und 3.2 abgezogen werden (Fig. 5). Die Wärme der austretenden Flüssigkeit kann zur direkten oder indirekten Beheizung der Suspension in B2 genutzt werden. Der Entfeuchtungsvorgang ist beendet, wenn keine Flüssigkeit mehr austritt und der aufgebrachte Druck vollständig vom Feststoff aufgenommen wurde.

Durch die Öffnung der Ventile 3.3 und 3.4 wird der Presseninnenraum auf Normaldruck entspannt und der Feststoffkuchen kühlt sich durch die Abfuhr des Entspannungsdampfes ab (Fig. 6).

Durch die gleichzeitige Absenkung der beiden Pressenstempel wird der Kuchen aus der Presse ausgefahren. Wenn der obere Pressenstempel die Unterkante des Zylinders erreicht hat, bleibt dieser auf Position, während sich der untere Stempel weiter absenkt (Fig. 7). Mit Hilfe einer Ausstoßvorrichtung wird der Feststoffkuchen vom unteren Pressenstempel abgestoßen und die Pressenkolben können auf Ausgangsposition gefahren werden.

Parallel zu dem Ausstoß des Preßlings kann zur weiteren Aufheizung der Feststoffsus­ pension in B2 Dampf über Ventil 2.6 eingedüst werden. Durch eine feine Verteilung des Dampfes wird eine gute Durchmischung sowie eine schnelle Kondensation des Dampfes gefördert. Zusätzlich können optional Rührer in den Vorlagebehältern installiert werden. Gleichzeitig wird der Behälter B1 über Ventil 1.5 auf Normaldruck entspannt und mit Suspension gefüllt.

Der Prozeß beginnt von neuem, wobei nun die Suspension aus Behälter B2 als Vorlage zur Preßentfeuchtung dient.

Die beschriebene Ausführung hat den Vorteil, daß die Wärme der austretenden Flüssigkeit entweder direkt oder indirekt für den nächsten Prozeßschritt genutzt werden kann. Durch die vor der Einleitung in die Pressenkammer durchgeführte Aufheizung der zu entfeuch­ tenden Substanz kann die Prozeßzeit zum einen durch die zeitliche und räumliche Tren­ nung der Prozeßschritte Aufheizung und Entfeuchtung und zum anderen durch die Beein­ flussung der Kinetik der Filtration mit steigender Temperatur wesentlich reduziert werden.

Ein weiterer Vorteil dieses Ausführungsbeispiels ist der Einsatz des Verfahrens für be­ dingt förderbare Schlämme und pastöse Materialien. Die Einbringung des zu entfeuchten­ den Feststoffes kann mittels Dickstoffpumpen in die Vorlagebehälter B1 und B2 erfolgen. Durch die Zugabe von heißer Vorwärmflüssigkeit (Öffnung der Ventile 1.4 bzw. 2.4) aus dem vorherigen Prozeßschritt wird der Stoff zum einen pumpfähig gemacht und zum anderen die Wärme des vorherigen Prozesses zur erheblichen Verbesserung der Entfeuchtungskinetik genutzt. Trotz einer Erhöhung der Anfangsfeuchte aufgrund der Zugabe heißer Flüssigkeit läßt sich eine Reduzierung der notwendigen Prozeßzeit bei der Filtration und der anschließenden mechanischen Entfeuchtung unter Voraussetzung der Erhaltung einer hohen Temperatur erreichen.

Claims (9)

1. Verfahren zur Entfeuchtung von pastösen Feststoffen, Schlämmen und Suspensionen dadurch gekennzeichnet, daß

• a) das Material durch Zufuhr thermischer Energie zunächst über die zum Um­ gebungsdruck gehörige Sattdampftemperatur erhitzt wird und
• b) der heiße Einsatzstoff in einer als Presse ausgeführten Einrichtung anschlie­ ßend mittels mechanisch aufgeprägter Kräfte druckbelastet und entfeuchtet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmezufuhr je nach Konsistenz des zu entfeuchtenden Einsatzstoffes direkt, durch die Zugabe von heißer Prozeßflüssigkeit oder Dampf und Vermischung mit dem Feststoff, bzw. indirekt, durch den Wärmetausch mit heißer Prozeßflüssigkeit oder Dampf in einem für die Aufgabe günstig ausgestalteten Wärmeübertrager, erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zu entfeuch­ tende Stoff mittels Pumpen oder Dampfdruck in die Preßeinrichtung gefordert wird und dort aufkonzentriert/anfiltriert werden kann.

4. Verfahren nach Anspruch 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärme der bei der Anfiltration austretende Flüssigkeit durch eine geeignete Ausgestaltung der Vor­ richtung zur Durchführung des Verfahrens wieder genutzt werden kann.

5. Verfahren nach Anspruch 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß der nach der Anfiltra­ tion entstandene Filterkuchen durch die Kondensation eingebrachten Dampfes weiter aufgeheizt werden kann.

6. Verfahren nach Anspruch 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß der aufgeheizte sich innerhalb der Presse befindende feuchte Feststoff in heißem Zustand mit mechanischem Flächendruck beaufschlagt und die restliche Flüssigkeit heiß abgezogen wird und ebenfalls zur Vorwärmung des kalten Einsatzstoffes genutzt werden kann.

7. Verfahren nach Anspruch 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß die austretende Flüssig­ keit nicht gegen Atmosphäre abgezogen werden muß, sondern daß der Abzug der Flüssigkeit durch ein Gegendruckventil erfolgen kann, so daß die Temperatur an der Unterseite der Vorrichtung bei der Entfeuchtung auf der dem Gegendruck ent­ sprechenden Sattdampftemperatur gehalten werden kann.

8. Verfahren nach Ansprüchen 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß der zu behandelnde Stoff andere Flüssigkeiten als Wasser enthalten kann.

9. Verfahren nach Anspruch 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß zur thermischen Be­ handlung des Einsatzstoffes anstelle von Wasserdampf andere Dämpfe, z. B. organi­ sche Lösungsmittel, eingesetzt werden können.