Wilhelm Batel Livres

Die stoffliche Materie laBt sich nach verschiedenen Gesichtspunkten aufgliedern. 1m allgemeinen unterscheidet man den gasformigen, fliissigen und festen Aggregatzustand. Ohne auBere Kraftwirkungen fiillt eine gas­ formige Materie jedes, eine fliissige dagegen nur ein bestimmtes darge­ botenes Volumen aus. 1m Gegensatz hierzu zeichnet sich der Feststoff durch eine ausgepragte Formbestandigkeit aus, eine Eigenschaft, die quantitativ Z. B. durch die Festigkeit, die Harte und die Zahigkeit ge­ kennzeichnet wird. Die Form selbst laBt sich durch eine Abbildung oder auch mit geometrischen Methoden beschreiben. Das vorliegende Buch beinhaltet eine MeBtechnik als Grundlage fiir die Kennzeichnung einer besonderen Form der festen Materie, namlich der kornigen Form (Kollektiv aus einzelnen Teilchen). Auf die Tatsache, daB ein groBer Anteil der festen Materie in dieser Form vorliegt, sei hingewiesen. So besteht die Oberflache der festen Erdhiille zum groBten Teil aus kornigen Stoffen. Auch unsere Verbrauchs­ giiter fallen sehr oft in dieser Form an, wie Z. B. Stein- und Braunkohlen, Erze, Diingemittel, keramische Rohstoffe, Farbstoffpigmente, Nahrungs­ mittel wie Zucker, Salz und Mehl, Pharmazeutika, Zemente, StraBen­ ba ustoffe usw. Inhaltsverzeichnis 1. Einleitung.- 2. Probenahme für Messungen und Analysen an körnigen bzw. staubförmigen Stoffen.- 2.1 Allgemeines und Begriffe.- 2.2 Statistische Probleme der Probenahme.- 2.3 Geräte und Methoden der Probenahme.- 2.4 Die Probenteilung.- 3. Die Korngrößenanalyse.- 3.1 Schaubildliche Darstellung und Kennzeichnung von Korngrößenver-teilungen.- 3.2 Mikroskopische Analyse von Korngrößenverteilungen.- 3.3 Prüfsiebung.- 3.4 Korngrößenanalyse über die Fallgeschwindigkeit der Teilchen.- 3.4.2 Die Sedimentation in Gas im Schwerefeld.- 3.5 Korngrößenanalyse durch Messungen am Einzelkorn (Teilchenzählgeräte).- 3.6 Vergleich der Ergebnisse verschiedener Analysenmethoden.- 4. Methoden zum Messen der Oberfläche körniger Stoffe.- 4.1 Oberflächenmessung durch Gasadsorption.- 4.2 Oberflächenmessung durch Adsorption gelöster Stoffe.- 4.3 Bestimmung der Oberfläche aus der Benetzungswärme.- 4.4 Durchlässigkeitsmessungen.- 4.5 Optische Methoden.- 5. Staubmeßtechnik.- 5.1 Die Korngrößenverteilung.- 5.2 Die Staubkonzentration.- 5.3 Die Messung der Entstaubungsgrade.- 5.4 Der elektrische Staub widerstand.- 5.5 Dichte des Staubes.- 5.6 Porengröße und Porengrößen Verteilung.- 6. Einige Beispiele für die Anwendung von Korngrößenanalysen.

Entstaubung ist das Entfernen oder Abtrennen von Teilchen der 3 3 Größe zwischen etwa 10- bis 10 fllll, die in Gasen dispergiert sind. Dementsprechend beschäftigt sich die Entstaubungstechnik insbeson dere mit der Konstruktion und dem Einsatz von Maschinen und Appa raten zur Entstaubung, die man unter dem Begriff Entstauber oder Staubabscheider zusammenfaßt. Das vorliegende Buch hat zum Ziel, eine Einführung in dieses Gebiet zu geben. Es will dem Ingenieur, der im Rahmen seiner Tätigkeit mit Fragen der Entstaubung in Berührung kommt, die Möglichkeit geben, sich in kurzer Zeit eine übersicht über das Gebiet und das entsprechende Grundwissen zu verschaffen. Das Buch, das aus meiner Vorlesung an der TH Aachen entstanden ist, wendet sich aber auch an den Studenten der Verfahrenstechnik und verwandter Fachrichtungen. Die Entstaubungstechnik wird nicht als ein eigenes und in sich ab geschlossenes Gebiet aufgefaßt, sondern als ein Teilgebiet der Verfahrens technik. Hiervon leitet sich auch die Auswahl und die Behandlung des Stoffes ab. Im Schwerpunkt werden die technisch-physikalischen Vor gänge in den Entstaubern behandelt, die die Grundlage für die Kon struktion und die Entwicklung bilden. über einige Anwendungsbei spiele werden die Aufgaben und die wichtigsten Bedingungen für die Entstaubung aufgezeigt. Da eine Bewertung und Auslegung der Ent stauber letztlich nur in Verbindung mit der Staubmeßtechnik möglich ist, wird auch dieses Gebiet behandelt. Inhaltsverzeichnis 1. Übersicht.- 1.1 Grundsätzliches zur Arbeitsweise der Entstauber, Benennungen.- 1.2 Gliederung des Stoffes.- 2. Allgemeine Grundlagen zur Entstaubungstechnik.- 2.1 Die Entstaubungsgrade.- 2.1.1 Der Gesamtentstaubungsgrad.- 2.1.2 Der Stufenentstaubungsgrad.- 2.2 Strömungswiderstand und Fallgeschwindigkeit von Staubteilchen.- 2.2.1 Der Strömungswiderstand von einzelnen Staubteilchen.- 2.2.2 Die Fallgeschwindigkeit von einzelnen Staubteilchen.- 2.2.3 Widerstand und Fallgeschwindigkeit von Teilchenkollektiven.- 2.3 Ursachen für die Existenz von Aerodispersionen.- 2.3.1 Die turbulente Diffusion.- 2.3.2 Molekulare Diffusion von Staubteilchen.- 2.3.3 Die Elektro-Diffusion.- 2.4 Das An- und Zusammenhaften von Staubteilchen.- 2.4.1 van der Waalssche Kräfte.- 2.4.2 Kapillare Haftkräfte.- 2.4.3 Coulombsche Haftkräfte.- 2.4.4 Agglomeration.- 3. Der Schwerkraftentstauber.- 3.1 Entstaubung von Aerodispersionen aus gleich großen Staubteilchen.- 3.2 Entstaubung von Aerodispersionen aus Teilchen verschiedener Größe.- 3.3 Bauarten.- 4. Kombinierte Schwer- und Fliehkraftentstauber.- 4.1 Grundlagen.- 4.2 Bauarten.- 5. Fliehkraftentstauber.- 5.1 Allgemeine Grundlagen.- 5.1.1 Umlaufströmungen ohne Staubteilchen.- 5.1.1.1 Die Rotationsströmung.- 5.1.1.2 Die ebene Potentialwirbelströmung.- 5.1.1.3 Ebene Quell- und Senkenströmungen.- 5.1.1.4 Die Potentialwirbelsenke.- 5.1.1.5 Die Rotationssenke.- 5.1.1.6 Allgemeine Umlaufströmungen.- 5.1.2 Mit Staubteilchen beladene Umlaufströmungen (Modelle).- 5.1.2.1 Rotationsströmungen.- 5.1.2.2 Potentialwirbelströmungen.- 5.1.2.3 Potentialwirbelsenke, Rotationssenke.- 5.2 Bauarten von Fliehkraftentstaubern.- 5.2.1 Zyklone.- 5.2.1.1 Tangentialzyklone.- 5.2.1.2 Axialzyklone.- 5.2.1.3 Multizyklone.- 5.2.1.4 Gültigkeit der Theorie für Zyklonentstauber.- 5.2.1.5 Der Druckverlust von Zyklonentstaubern.- 5.2.1.6 Die Abscheidegüte von Zyklonen.- 5.2.1.7 Beispiel zur Berechnung eines Zyklons.- 5.2.1.8 Sonderbauarten von Zyklonen.- 5.2.1.9 Werkstoffe für Zyklone.- 5.2.2 Der Drehströmungsentstauber.- 5.2.3 Die Entstaubungszentrifuge.- 5.3 Abscheidegüte in Fliehkraftentstaubern mit einer Rotationsströmung.- 5.4 Geschichtliche Entwicklung.- 6. Der Elektroentstauber.- 6.1 Grundsätzliches über Aufbau und Wirkungsweise.- 6.1.1 Erzeugung der Ladungen.- 6.1.2 Aufladung der Teilchen.- 6.1.2.1 Aufladung durch die Wirkungen des elektrischen Feldes..- 6.1.2.2 Aufladung durch molekulare Diffusion.- 6.1.3 Verschiebung der Teilchen durch die Kräfte eines elektrischen Feldes.- 6.1.4 Abtrennung der Staubteilchen durch die Niederschlagselektroden.- 6.1.4.1 Einfluß des Staubes an der Niederschlagselektrode auf die Entstaubung.- 6.1.5 Reinigung der Abtrennungsflächen.- 6.1.6 Gütegrad von Elektroentstaubern.- 6.2 Bauarten von Elektroentstaubern.- 6.2.1 Grundsätzlicher Aufbau.- 6.2.2 Die Sprühelektroden.- 6.2.3 Die Niederschlagselektroden und deren Abreinigung.- 6.2.4 Gehäuse und Zuleitungen.- 6.2.5 Elektrische Einrichtungen.- 6.2.6 Sonderbauarten.- 6.2.7 Einige Richtwerte für Elektroentstauber.- 6.2.8 Entwicklung des Elektroentstaubers.- 7. Waschentstauber.- 7.1 Allgemeines.- 7.2 Grundlagen der Waschentstaubung.- 7.2.1 Benetzbarkeit der Staubteilchen.- 7.2.2 Verschiebung der Staubteilchen in die Flüssigkeit.- 7.2.2.1 Verschiebung durch Trägheitskräfte.- 7.2.2.2 Entstaubung durch molekulare Diffusion.- 7.2.2.3 Entstaubung durch elektrische Kräfte.- 7.2.3 Die Entstaubung in Waschentstaubern.- 7.2.3.1 Waschentstauber mit dispers verteilter Flüssigkeit.- 7.2.3.2 Waschentstauber mit netzartiger Flüssigkeitsverteilung.- 7.2.3.3 Waschentstauber mit Flüssigkeitsschichten.- 7.2.4 Abscheidegüte von Waschentstaubern.- 7.3 Bauarten.- 7.3.1 Waschentstauber mit dispers verteilter Flüssigkeit (Dispersions-wascher).- 7.3.1.1 Der Venturi-Entstauber.- 7.3.1.2 Mechanische Dispersionswascher.- 7.3.1.3 Sprühdüsenwascher.- 7.3.1.4 Waschentstauber mit teilweiser Dispergierung eines Flüssigkeitsbades (Anströmwascher).- 7.3.2 Waschentstauber mit netzartig verteilter Flüssigkeit.- 7.3.3 Waschentstauber mit durchströmten Flüssigkeitsschichten.- 7.3.4 Sonderbauarten.- 7.4 Geschichtliche Entwicklung der Waschentstauber.- 8. Filtrationsentstauber.- 8.1 Grundsätzliches über den Filtrationsvorgang.- 8.1.1 Allgemeine Filtrationstheorie.- 8.1.2 Betrieb und Abscheidegüte von Filtrationsentstaubern.- 8.2 Filterstoffe.- 8.2.1 Aufbau der Filterstoffe.- 8.2.2 Stoffeigenschaften der Filterstoffe.- 8.3 Der Druckverlust.- 8.4 Aufladungsvorgänge bei der Filtration.- 8.5 Bauarten.- 8.5.1 Gewebe- und Faserstoffilter.- 8.5.2 Faserschichtfilter.- 8.5.3 Filter mit körnigen Filterstoffen.- 8.6 Geschichtliche Entwicklung der Filtrationsentstauber.- 9. Arbeitsbereiche, Kosten und Betriebssicherheit der Entstauber.- 9.1 Arbeitsbereiche.- 9.2 Kosten von Entstaubern.- 9.3 Betriebssicherheit der Entstauber.- 10. Anwendung und Einsatz von Entstaubern.- 10.1 Allgemeines über die Anwendung von Entstaubern.- 10.2 Entstaubung von Rauchgasen aus Feuerungsanlagen für feste Brennstoffe.- 10.2.1 Feuerungs- und Flugstaub bei Kesselanlagen.- 10.2.2 Entstaubungsanlagen für Dampfkessel und industrielle Feuerungsanlagen.- 10.3 Die Gichtgasentstaubung.- 10.4 Entstaubung von Gasen aus offenen metallurgischen Prozessen.- 10.4.1 Das Sauerstoffaufblasverfahren.- 10.4.2 Das Thomas-Verfahren.- 10.4.3 Das Siemens-Martin-Verfahren.- 10.4.4 Das Elektrolichtbogen-Verfahren.- 10.4.5 Allgemeine Hinweise zur Entstaubung des Braunen Rauches.- 10.4.6 Entstaubungsanlagen für Aufblasverfahren.- 10.4.7 Entstaubungsanlagen für Siemens-Martin-Öfen.- 10.4.8 Entstaubungsanlagen für Lichtbogenöfen.- 10.5 Entstaubungsanlagen für die Gießerei-Industrie.- 10.6 Entstaubung bei der Zementherstellung.- 10.7 Entstaubungsanlagen für chemische und verwandte Industrien.- 10.7.1 Entstauben von Röstgasen.- 10.7.2 Entstaubungsanlagen für die Schwefelsäureherstellung.- 10.7.3 Entstaubung bei der Herstellung von Sulfatzellstoff.- 10.7.4 Entstaubungsanlagen in der Mineralölraffinerie.- 10.8 Entstaubungseinrichtungen für mechanische und thermische Grundverfahren sowie für Transportanlagen.- 11. Staubmeßtechnik.- 11.1 Der Staubgehalt.- 11.1.1 Allgemeines.- 11.1.2 Gravimetrische Bestimmung des Staubgehaltes.- 11.1.3 Bestimmung der Teilchenzahl pro Volumeneinheit.- 11.1.4 Indirekte Messung der Staubkonzentration.- 11.2 Die Korngrößenanalyse.- 11.2.1 Allgemeines.- 11.2.2 Beschreibung und graphische Darstellung von Korngrößenverteilungen.- 11.2.3 Übersicht über die Methoden zur Korngrößenanalyse.- 11.2.4 Die mikroskopische Korngrößenanalyse.- 11.2.4.1 Messen und Zählen durch Augenbeobachtung des mikroskopischen Bildes.- 11.2.4.2 Manuelles Messen und Zählen auf der Projektion oder Fotografie des mikroskopischen Bildes.- 11.2.4.3 Automatisches Auswerten mikroskopischer Bilder.- 11.2.4.3.1 Lineare Abtastung des Präparates im Lichtmikroskop.- 11.2.4.3.2 Linearabtastung im Elektronenmikroskop.- 11.2.4.3.3 Spezialgeräte zur Linearabtastung von Mikrofotografien.- 11.2.4.3.4 Linearabtastung mit einer elektronischen Kamera.- 11.2.4.4 Schlußbetrachtung zur mikroskopischen Korngrößenanalyse.- 11.2.5 Die Siebanalyse.- 11.2.6 Korngrößenanalysen über die Bewegungsgeschwindigkeit von Teilchen in zähen Medien.- 11.2.6.1 Allgemeines zur Sedimentationsanalyse.- 11.2.6.2 Sedimentationsanalyse nach der Differentialmethode.- 11.2.6.3 Sedimentationsanalyse nach der Integralmethode.- 11.2.6.4 Die Sedimentation in Gas und im Zentrifugalfeld.- 11.2.6.5 Die Sichtanalyse.- 11.2.6.6 Sichten durch Strömungsumtenkung.- 11.2.6.7 Korngrößenanalyse über eine Teilchenverschiebung durch elektrische Kräfte.- 11.2.7 Korngrößenanalyse durch Messungen am Einzelkorn (Teilchenzählgeräte).- 11.2.7.1 Zählgeräte auf Grundlage der Lichtstreuung.- 11.2.7.2 Teilchenzählgeräte mit Messung der Widerstandsänderung.- 11.2.7.3 Flammenfotometrische Teilchenzähler.- 11.2.8 Vergleich der Ergebnisse verschiedener Analysenmethoden.- 11.3 Der elektrische Staubwiderstand.- Nachweis von Firmen, Produktnamen oder Institutionen, die im Text genannt sind.