EVACTHERM-Verfahren

Allgemein

EVACTHERM®-Verfahren Die Formstoffaufbereitung und -kühlung von bentonitgebundenem Formstoff erfolgen in einem technischen Vakuum (Bild 1). Die anlagentechnische Basis bildet der Wirbelmischer. Der Mischer ist vakuumfest ausgeführt und erlaubt die Prozessschritte Mischen, Kühlen und Aufbereiten in einem Aggregat auszuführen (Tabelle 1). Die physikalischen Grundlagen für die Formstoffkühlung im Mischer sind

  1. die thermodynamische Abhängigkeit von Druck und Temperatur bei Flüssigkeiten (Bild 2),
  2. die Nutzung der Verdunstungswärme von Wasser [2257 KJ/(kg · K)] zum Wärmeentzug aus dem Formstoff.

Im Aufbereitungsprozess werden zwei Wassermengen zugegeben.

  • Das Wasser was benötigt wird, um den Formstoff auf die gewünschte Entfeuchte zu bringen.
  • Das Wasser, das zusätzlich für den Verdampfungsvorgang benötigt wird, um den Formstoff auf die gewünschte Endtemperatur zu kühlen.

In jeder Charge werden Temperatur und Feuchtigkeit des homogenisierten Formstoffs gemessen, die die Grundlagen zur Berechnung der zuzugebenden Wassermenge bilden. Die Genauigkeit dieser Messungen ist entscheidend für die Einstellung von exakten Formstoffzielwerten im aufbereiteten Formstoff.

Für die erste Aufbereitungsstufe im Mischer steht der Formstoffcharge ein Überangebot an Wasser zur Verfügung. Die Konstruktion der Mischerwerkzeuge und das Zusammenspiel von drehenden und fest stehenden Elementen ermöglicht eine schnelle und gleichmäßige Verteilung der Zuschlagsstoffe einschließlich des Wassers im gesamten Mischgut.

In der folgenden Prozessstufe, dem Vakuummischen, wird der gesamte Mischbehälter kontinuierlich evakuiert. Der Misch- und Aufbereitungsvorgang wird dabei nicht unterbrochen. Die Druckveränderung vollzieht sich an allen Stellen im Mischer gleichzeitig. Mit der Druckreduzierung bildet sich ab dem Erreichen der Dampfdruckkurve kontinuierlich Wasserdampf, der aus dem Mischer abgezogen wird. Der Formstoffcharge werden Wärme und Feuchtigkeit entzogen. Eine leistungsfähige Vakuumpumpe erniedrigt den Druck im Mischer bis zum Erreichen von 73,9 mbar. Nach der Druck-Temperatur-Kurve wird zielgenau eine Temperatur von 40 °C im System erreicht. Das geschlossene Vakuumsystem wird anschließend entspannt und der Mischer kann entleert werden.

Das verdampfte Wasser wird im Kondensator niedergeschlagen. Das niedergeschlagene Wasser wird mit den mitgeführten Feststoffen über einen Wärmetauscher gekühlt und im Kreislauf gefahren. Über die Wasserwaage, die den Feststoffanteil berücksichtigt, wird dieses Wasser für nachfolgende Aufbereitungen zur Befeuchtung und Kühlung wiederverwendet. Der Wasserverbrauch zur Formstoffaufbereitung entsteht nur durch die Einstellung der gewünschten Feuchtigkeit des Formstoffs.

Thermisch stark belastete Formstoffe erhalten zu Beginn des Aufbereitungszyklus eine größere Überfeuchtung. Bei einer Rückkühlung von 80 °C auf 40 °C mit einer Feuchtigkeitsteigerung von 3  % werden 42  % des erforderlichen Aufbereitungswassers für die Kühlung zusätzlich zugegeben (Tabelle  2) und im Vakuumprozess wieder entzogen.

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