Zum Einfluss einer zudosierten Fraktion von hygroskopischen Salzpartikeln auf das Betriebsverhalten von Oberflächenfiltern zur Gasreinigung durch feuchteinduzierte Deliqueszenz und Effloreszenz

• Antragsteller: Dr.-Ing. Qian Zhang
• Fachliche Zuordnung: Mechanische Verfahrenstechnik
• Förderung: Förderung von 2015 bis 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 281470635

Die Grundlage für eine gezielte Beeinflussung des Betriebsverhaltens von Oberflächenfiltern geht in der Regel immer darauf zurück, dass ein günstiges Betriebsverhalten sich bei langen Zykluszeiten einstellt, die durch einen langsamen Anstieg des Druckverlustes während einer Filtrationsphase und durch geringe Restdruckverluste nach einer Regenerierung erwirkt werden. Verfahrenstechnisch können solche Effekte durch sog. Rohgaskonditionierung bei der Oberflächenfiltration realisiert werden, wobei die Partikelmerkmale in der Flugphase oder im Staubkuchen durch Einbringen von zusätzlichen Stoffen bzw. Energien gezielt modifiziert werden. Es ist bekannt, dass die Partikelhaftung generell mit steigender Gasfeuchte verstärkt wird. Während eine Verstärkung der Partikelhaftung im Staubkuchen die Kompression des Kuchens in der Filtrationsphase vermindert/verhindert und den Zusammenhalt der Kuchenschicht bei der Regenerierung fördert, wird eine Erhöhung der Adhäsion zwischen der Kuchenschicht und der Filtermedienoberfläche die Regenerierung erschweren. Eine getrennte Beeinflussung der beiden Effekte ist allein durch eine anhaltende Änderung der Gasfeuchte während der Filtration nicht möglich.Die Deliqueszenz- und Effloreszenz-Eigenschaften von hygroskopischen Salzpartikeln, die durch eine vorübergehende Erhöhung der Gasfeuchte induziert werden kann, können als Möglichkeiten zur Bildung von Festkörperbrücken zwischen Staubpartikeln im Filterkuchen betrachtet werden. Hierbei wird eine flexible und gezielte Stärkung der Kohäsion im Filterkuchen ohne zwangsgebundene Modifikation der Adhäsion zwischen der Kuchenschicht und dem Filtermedium möglich. Im Rahmen des beantragten Forschungsvorhabens soll experimentell und theoretisch untersucht werden, welche Effekte eine zudosierte Fraktion von hygroskopischen Salzpartikeln mit ihren Deliqueszenz- und Effloreszenz-Eigenschaften im Staubkuchen auf das Betriebsverhalten von Oberflächenfiltern aufweist, insbesondere mit dem Ziel einer gezielten Beeinflussung des Betriebsverhaltens von Oberflächenfiltern durch periodische Dosierung von hygroskopischen Salzpartikeln unter Ausnutzung von Deliqueszenz- und Effloreszenz-Eigenschaften. Die festgestellten positiven Effekte sollen durch systematische Untersuchungen mit Standardtestfiltern aus Nadelfilzen an der angepassten Labor-Filterprüfapparatur überprüft werden. Darauf basierend wird eine quantitative Bewertung des neuen Konditionierungsverfahrens vorgenommen. Darüber hinaus sollen kritische Randbedingungen bei einer möglichen technischen Ausführung des Verfahrens durch erweitere Sreeningtests experimentell untersucht werden. Die daraus zu schließenden kritischen Bemerkungen zum Einsatz des Verfahrens sind anhand bisher gewonnenem Grundlagenwissen zu erläutern.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen