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Specific adsorption sites and conditions derived by thermal decomposition of activated carbons and adsorbed carbamazepine

The adsorption of organic micropollutants onto activated carbon is a favourable solution for the treatment of drinking water and wastewater. However, these adsorption processes are not sufficiently understood to allow for the appropriate prediction of removal processes. In this study, thermogravimetric analysis, alongside evolved gas analysis, is proposed for the characterisation of micropollutants adsorbed on activated carbon. Varying amounts of carbamazepine were adsorbed onto three different activated carbons, which were subsequently dried, and their thermal decomposition mechanisms examined. The discovery of 55 different pyrolysis products allowed differentiations to be made between specific adsorption sites and conditions. However, the same adsorption mechanisms were found for all samples, which were enhanced by inorganic constituents and oxygen containing surface groups. Furthermore, increasing the loadings led to the evolution of more hydrated decomposition products, whilst parts of the carbamazepine molecules were also integrated into the carbon structure. It was also found that the chemical composition, especially the degree of dehydration of the activated carbon, plays an important role in the adsorption of carbamazepine. Hence, it is thought that the adsorption sites may have a higher adsorption energy for specific adsorbates, when the activated carbon can then potentially increase its degree of graphitisation. © The Author(s) 2020

Unternehmen können sich ab heute bewerben Rehberger lobt für Hugo Junkers Innovationspreis 35.000 Preisgeld aus

Ministerium für Wirtschaft und Arbeit - Pressemitteilung Nr.: 139/05 Ministerium für Wirtschaft und Arbeit - Pressemitteilung Nr.: 139/05 Magdeburg, den 12. Oktober 2005 Unternehmen können sich ab heute bewerben Rehberger lobt für Hugo Junkers Innovationspreis 35.000 Preisgeld aus Die Landesregierung Sachsen-Anhalts lobt wieder den Hugo Junkers Innovationspreis aus. Wirtschaftsminister Dr. Horst Rehberger hat heute in Burg innovative Unternehmen mit Sitz in Sachsen-Anhalt aufgerufen, sich an dem Wettbewerb um die besten Ideen aus Forschung und Entwicklung zu beteiligen. Insgesamt werden in drei verschiedenen Kategorien Preise vergeben, darüber hinaus wird ein Gesamtsieger gekürt. Es werden Unternehmen aus Sachsen-Anhalt gesucht, die in Partnerschaft mit Wissenschaftseinrichtungen und/oder anderen Unternehmen außergewöhnliche Produkte oder Dienstleistungen entwickelt haben. Rehberger: ¿Der Preis bietet Unternehmen die Chance, neben Geld vor allem Anerkennung und öffentliche Aufmerksamkeit weit über die Landesgrenzen hinaus zu gewinnen.¿ Der Hugo Junkers Innovationspreis 2006 wird unter dem Motto ¿Allianzen für die Märkte von morgen¿ verliehen. 2006 wird der Preis, der nur aller zwei Jahre ausgeschrieben wird, zum insgesamt achten Mal vergeben. Damit ist der Hugo Junkers Innovationspreis einer der renommiertesten Auszeichnungen des Landes. Die Bewerbungsfrist endet am 15. Dezember 2005. 2004 hatten 67 Unternehmen am Wettbewerb teilgenommen. Wettbewerbs-Kategorien sind ¿Innovative Technologien, Verfahren und Dienstleistungen¿, ¿Erfolgreiche Produkte aus Kooperationen Wirtschaft / Wissenschaft und erfolgreiche technologieorientierte Existenzgründung / Markteinführung¿. Die Sieger erhalten ein Preisgeld von je 5.000 Euro. Der Preis für den Gesamtsieger ist mit 10.000 Euro dotiert. Ermittelt werden die Preisträger von einer siebenköpfigen Expertenjury unter Vorsitz des Ersten Bürgermeisters Hamburgs a.D., Klaus von Dohnanyi. Am 09. März 2006 wird dann in Magdeburg, im Beisein von Ministerpräsident Prof. Dr. Wolfgang Böhmer, der Hugo Junkers Innovationspreis 2006 verliehen. Weitere Informationen und die Bewerbungsunterlagen finden Sie im Internet unter: www.innovationspreis-sachsen-anhalt-2006.de www.mw.sachsen-anhalt.de und www.tti-md.de Anlage: Preisträger 2004 und deren Entwicklung: Anlage blz GEOTechnik GmbH (innovatives Erdwärmenutzungsverfahren) Das Verfahren der Erdwärmegewinnung mit einer Filmverdampfung in der Erdwärmesonde erfordert nur die Hälfte der sonst üblichen Bohrmeter bei gleicher Wärmeleistung und stellt eine echte Alternative zum Heizöl und Erdgas dar. Gegenwärtig laufen 60 Anlagen mit hoher Effizienz nach dem neuen Verfahren. Nach der Preisverleihung (im ersten Jahr) konnte eine Umsatzsteigerung von 400.000 ¿ erreicht werden, derzeit liegen Aufträge von ca. 500.000 ¿ vor. Die Produktentwicklung besitzt vor dem Hintergrund der steigenden Energiepreise weiteres Entwicklungspotenzial. Derzeit sind 12 Mitarbeiter auf diesem Produktfeld tätig, ein weiterer Ausbau ist vorgesehen. Exportbemühungen sind in Vorbereitung. AVA Anhaltinische Verfahrens- und Anlagentechnik GmbH (FBSim-Software-Produkt zur Auslegung von Anlagen) Das Produkt konnte erfolgreich vermarktet werden in D, CH, NL und F (50% Exportanteil). Der Umsatz ist durch die erfolgreiche Vermarktung dieses Produkt um 20% gestiegen, ein neuer Arbeitsplatz wurde geschaffen, zwei weitere sind geplant. DRACOSA AG (Auf Mikroreaktoren basierende chemische Verfahrenstechnik für Produktsynthesen in flüssiger Phase) Mit dem gewürdigten Produkt konnte eine Umsatzsteigerung von 25 % erreicht werden, drei neue Arbeitsplätze sind für 2006 vorgesehen. Ein Export ist derzeit noch nicht erreicht, jedoch laufen derzeit eine Reihe von Gesprächen mit ausländischen potentiellen Kunden. boraglas GmbH (Entwicklung der Lasertechnologie MarcColor zur beständigen, technischen Kennzeichnung von Glas) Mit dem Verfahren und seiner Vermarktung konnten 6 Arbeitsplätze im Unternehmen gesichert werden. Die Würdigung hat wesentlich zur erfolgreichen Vermarktung beigetragen, die Akzeptanz bei den Kunden ist deutlich besser. Der Umsatz konnte verdoppelt werden, eine Lizenzgebühr von einem Kunden wurde akquiriert und ist Basis für eine mittelfristige weitere positive Entwicklung. Die Würdigung hat dazu beigetragen, das das Unternehmen heute einen anerkannten Namen im Markt hat, dies ist Basis für weitere gute Geschäfte mit diesem Verfahren/Produkt. Scanbec GmbH (elektrische Bioships zum Nachweis von Mikroorganismen in Lebensmitteln und Umwelt) Derzeit wird das Produkt in den Markt eingeführt. Erste Kunden konnten akquiriert werden, so dass der Umsatz um 20% gestiegen ist. Erfreulich ist der mit 60% hohe Exportanteil. Impressum: Ministerium für Wirtschaft und Arbeit Pressestelle Hasselbachstr. 4 39104 Magdeburg Tel: (0391) 567 - 43 16 Fax: (0391) 567 - 44 43 Mail: pressestelle@mw.lsa-net.de Impressum:Ministerium für Wirtschaft, Wissenschaft und Digitalisierungdes Landes Sachsen-Anhalt Pressestelle Hasselbachstr. 4 39104 Magdeburg Tel.: +49 391 567-4316 Fax: +49 391 567-4443E-Mail: presse@mw.sachsen-anhalt.deWeb: www.mw.sachsen-anhalt.deTwitter: www.twitter.com/mwsachsenanhaltInstagram: www.instagram.com/mw_sachsenanhalt

Ressourceneffiziente Fließbilderstellung Ressourceneffiziente Fließbilderstellung

Die Verfahrenstechnik beschäftigt sich mit der technischen und wirtschaftlichen Durchführung von Prozessen, bei denen Stoffe in ihrer Art, Eigenschaft oder Zusammensetzung verändert werden. Ihre Anwendungsbereiche erstrecken sich über verschiedene Industrien, darunter die Pharmaindustrie, Chemie, Abfallwirtschaft, Kunststoffherstellung, Trinkwasseraufbereitung und Treibstoffherstellung. Ingenieurinnen und Ingenieure in der Verfahrenstechnik sind für die Planung von Verarbeitungsschritten, die Entwicklung von Apparaten und Maschinen, die Auswahl der Methoden für den Stofftransport sowie die Steuerungs- und Regelungstechnik verantwortlich. Mithilfe von Software werden Fließbilder für die gewünschte Stoffumwandlung erstellt. Hier setzt die KI-Assistenz an, indem sie die Planung effektiver und schneller gestaltet. Das KIAFE-Projekt (KI-Assistenz für ressourceneffiziente Fließbilderstellung) des Fraunhofer-Instituts für Integrierte Schaltungen IIS optimiert die Anlagenplanung in der chemischen Verfahrenstechnik durch den Einsatz von Künstlicher Intelligenz (KI) und damit ein Optimum zwischen Effektivität, Kosten und Ressourceneffizienz zu finden. Die Vorgaben verlangen, dass Anlagen effizient arbeiten, geringe CO₂-Emissionen verursachen und dass gleichzeitig die Anschaffungs- und Betriebskosten niedrig gehalten werden. Traditionell müssen sich erfahrene Ingenieurteams auf Heuristiken und Erfahrungswerte verlassen, um diese Balance zu finden. Mit dem KIAFE-Projekt kann der Planungsprozess durch KI verbessert und gleichzeitig beschleunigt werden. Die Entwicklungs- und Betriebskosten sinken, die CO₂-Emissionen reduzieren sich. So verschaffen sich Unternehmen einen klaren Wettbewerbsvorteil. Das Projekt KIAFE nutzt Reinforcement Learning, um bei der Fließbilderstellung zu unterstützen. Dabei wird von unseren Expertinnen und Experten ein Entwurf erstellt. Die entsprechende KI entwickelt dann diesen Entwurf auf Basis der gewünschten Prozessparameter weiter. Ziel ist es, Lösungen zu finden, die besonders ressourcen- und energieeffizient sind. Dieser sich ständig wiederholende Prozess zwischen Ingenieur und KI führt zu optimierten Entwürfen, die technische, wirtschaftliche und ökologische Anforderungen vereinen. Dabei werden Simulationsmodelle und Expertenwissen eingesetzt, um nachhaltige und kosteneffiziente Lösungen zu entwickeln. Als Anwendungsfall wurde die ABE-Fermentation ausgewählt, ein Verfahren zur Herstellung von Aceton, Butanol und Ethanol durch Vergärung. Diese Substanzen können als Biokraftstoffe, Lösungsmittel oder als Tierfutter genutzt werden. Trotz des Potenzials birgt die Planung solcher Anlagen Herausforderungen, wie z. B. die toxische Wirkung von Butanol auf Mikroorganismen und die energieintensive Auftrennung der Lösungsmittel. Hier bietet die KI-basierte Optimierung großes Potenzial, die Effizienz des Verfahrens zu steigern und Betriebskosten sowie CO₂-Emissionen zu senken. Zukünftig könnte diese KI-Technologie viele Prozesse nicht nur in der chemischen Verfahrenstechnik, sondern auch in weiteren stoffwandelnden Industrien revolutionieren. Angewandt auf die Nutzung biogener Rohstoffe oder die Integration erneuerbarer Energien ergeben sich und so sowohl ökonomische als auch ökologische Fortschritte. Die frühe Einbindung ökologischer Kriterien in den Planungsprozess stärkt die KI-Akzeptanz und hilft der Industrie, auf Anforderungen wie Klimaschutz und die Reduktion von CO₂-Emissionen zu reagieren.

Katalytische Reduktion des Stickoxids bei Gegenwart von Sauerstoff

Das Projekt "Katalytische Reduktion des Stickoxids bei Gegenwart von Sauerstoff" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Karlsruhe (TH), Institut für Chemische Verfahrenstechnik durchgeführt. Ziel der Untersuchung ist es, die Besonderheiten der Kinetik der NO/CO Reaktion als Zusammenwirken von Vorgaengen an der Phasengrenze, Transportvorgaengen in der Gasphase und Vorgaengen im Metall zu verstehen, um die in der Praxis bei der katalytischen Umsetzung von NO in Abgasen auftretenden Schwierigkeiten zu beheben. Zunaechst Untersuchung der Vorgaenge an Platin, dem in der Praxis der katalytischen NO-Beseitigung wichtigsten Katalysatormetall.

Plasmabasierte Herstellung von grünem Kerosin aus Biogas und regenerativer elektrischer Energie (PlasmaFly)

Das Projekt "Plasmabasierte Herstellung von grünem Kerosin aus Biogas und regenerativer elektrischer Energie (PlasmaFly)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bayreuth, Lehrstuhl für Chemische Verfahrenstechnik durchgeführt. Im geplanten Projekt soll eine Anwendung für die zweistufige Umsetzung von Biogas zu grünem Kerosin entwickelt werden. In der ersten Stufe wird Biogas, bestehend aus CO2 und Methan (CH4), in einem Plasmareaktor zu Synthesegas umgesetzt. Das Synthesegas kann in seiner Zusammensetzung zum Beispiel durch Zugabe von Wasserdampf gezielt angepasst werden. In der zweiten Stufe, der Fischer-Tropsch-Synthese, wird anschließend Kerosin erzeugt. Die Projektidee basiert auf Vorarbeiten und Technologien, welche im Projekt PlasmaFuel von einigen der Antragsteller untersucht wurden. Die Projektpartner ipv-EES (Uni Stuttgart, Konsortialführer), LS CVT (Universität Bayreuth) und Overspeed haben im PlasmaFuel Projekt bereits erfolgreich zusammengearbeitet und werden auch in PlasmaFly ihre Kompetenz einbringen. Zusätzlich konnten mit der Infraserv GmbH & Co. Höchst KG und LINDSCHULTE Industrial Engineering zwei neue Partner gewonnen werden, welche durch Ihre Erfahrung in der industriellen Prozessführung und -planung wertvolles Wissen in das Projekt einbringen, dass insbesondere für den Transfer in die Anwendung von unschätzbarem Wert sein wird. Im ersten Teil des Projekts liegt der Fokus auf der Optimierung zweier Plasmareaktoren in Kombination mit Katalysatoren. Außerdem werden Szenarien zum Energieangebot entwickelt, auf deren Basis Daten zur Auslegung einer Anlage generiert werden. Mit der vielversprechenderen Reaktorvariante startet das Projekt in die zweite Phase, in welcher Skalierungsschritte des Plasmareaktors vollzogen sowie die Kopplung mit nachgeschalteten Prozessen demonstriert und modelliert werden sowie eine dynamische Anlagensteuerung entwickelt wird. Durchgängig stehen ISH und LIE beratend zur Seite, um regelmäßig den Blickwinkel der Industrie und der Anwenderseite ins Projekt zu holen. In der Schlussphase werden die Ergebnisse bewertet (ISH) und ein Anlagenkonzept entwickelt (LIE).

Teilvorhaben: Arbeiten zur Wirtschaftlichkeitsanalyse, des Technologietransfers sowie Entwicklung der Membran und der Systemsteuerung des SOEC Systems

Das Projekt "Teilvorhaben: Arbeiten zur Wirtschaftlichkeitsanalyse, des Technologietransfers sowie Entwicklung der Membran und der Systemsteuerung des SOEC Systems" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen University, Lehrstuhl für Controlling durchgeführt. In dem Projekt DryHy werden Technologien und Prozesse entwickelt, um eine ressourcen-bewusste, nachhaltige und effiziente Energie- und Stoffwirtschaft zu ermöglichen. Dabei soll relevantes Wissen erworben und verbreitet sowie eine Energie- und Forschungspartnerschaft zwischen Deutschland und Afrika gestärkt werden. Die RWTH Aachen University wird in diesem Teilvorhaben Leistungen auf wirtschaftlicher und technischer Ebene einbringen. Für den langfristigen Erfolg des Vorhabens ist die wirtschaftliche Tragfähigkeit essenziell. Dafür analysiert der Lehrstuhl für Controlling (Controlling) die Kostenstrukturen und Wertschöpfungsketten mit Fokus auf Elemente, die über die rein techno-ökonomischen Faktoren hinaus gehen. Innovations- und Geschäftsökosysteme stellen die beteiligten Partner regelmäßig vor größere Herausforderungen. Daher wird das Institut für Technologie- und Innovationsmanagement (TIME) Betreibermodelle entwickeln, die die regionalen Gegebenheiten, Strukturen und Institutionen berücksichtigen. Auf technischer Ebene wird vom Lehrstuhl für chemische Verfahrenstechnik (CVT) zur Abtrennung von CO2 und Wasser aus der Luft modifizierte Kohlenstofffasern als Adsorbens eingesetzt, neuartig synthetisierte Amin-funktionalisierte Hohlfaser-membranen entwickelt sowie deren Potential in einer membranbasierten Abtrennung von CO2 und Wasser aus der Luft ermittelt. Für die experimentelle Untersuchung der SOEC wird vom Lehrstuhl für Thermodynamik mobiler Energiewandlungssysteme (TME) ein neuartiges Regelungskonzept für das System entwickelt und implementiert. Dabei werden Simulationsmodelle der zu regelnden Strecke abgeleitet und für die Funktionsentwicklung verwendet. Durch Beteiligung von Masterstudierenden und Promovierenden aus Afrika, Lehrveranstaltungen, wie auch Networking mit Akteuren aus Politik, Wirtschaft, Wissenschaft und Gesellschaft wird der Transfer zielgerichtet im Vorhaben integriert.

Neue Wege der Strom-basierten Konversion von biogenen Rohstoffen und der elektrochemischen Herstellung von biobasierten Produkten

Das Projekt "Neue Wege der Strom-basierten Konversion von biogenen Rohstoffen und der elektrochemischen Herstellung von biobasierten Produkten" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Ruhr-Universität Bochum, Institut für Thermo- und Fluiddynamik, Lehrstuhl Carbon Sources and Conversion durchgeführt. Lignin ist ein nachwachsender Rohstoff (Bestandteil von Holz, in etwa 30 % Gewichtsanteil der Trockenmasse), der als Biopolymer aus hoch funktionalisierten, phenolischen Makromolekülen aufgebaut ist. Dieser biogene Rohstoff fällt in der Holz- und Zellstoffverarbeitenden Industrie in großen Mengen als Neben- beziehungsweise Reststoff an und wird bis heute nur wenig stofflich genutzt. Ein Großteil wird verbrannt und energetisch genutzt. Im Sinne einer ressourceneffizienten Kreislaufwirtschaft und einer bestmöglichen Wertschöpfung soll in ElektrALig ein innovativer Weg aufgezeigt werden, wie die regenerative Kohlenstoffquelle Lignin großtechnisch als chemischer Grundstoff für die Herstellung von Polymerbausteinen genutzt werden kann. In einem zweistufigen Produktionsverfahren sollen dazu die im Lignin enthaltenen aromatischen Polymerbausteine chemisch aufgeschlossen, über eine konvergente elektrochemische Umsetzung zu definierten Zielstrukturen umgesetzt und so für Anwendungen in der Produktion von Polymerharzen zugänglich gemacht werden. Zusammenarbeit der Industriepartner Mercer Rosenthal, Borregaard, Covestro und Heraeus und der Ruhr-Universität Bochum mit dem Lehrstuhl CSC und der Arbeitsgruppe Apfel als ausführenden Stellen vereint eine einzigartige Expertise im Bereich der Ausgangsstoffe, der chemischen Verfahrenstechnik, der elektrochemischen Reaktionstechnik und der Polymeranwendungen. So kann eine effiziente Strategie zur stofflichen Nutzung von Lignin umgesetzt werden, die von einem grundlegenden chemischen Verständnis des Aufbaus von technisch verfügbaren Ligninen, über konkrete Teilschritte zu einem ausgefeilten verfahrenstechnischen Konzept der strom-basierten Konversion des biogenen Rohstoffes Lignin reicht.

BS2, Bioflotation von Sulfiden in Meerwasser

Das Projekt "BS2, Bioflotation von Sulfiden in Meerwasser" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Helmholtz-Zentrum Dresden-Roßendorf e.V., Helmholtz-Institut Freiberg für Ressourcentechnologie durchgeführt.

Verknüpfung von CFD und Tropfenpopulationsbilanzen (TPBM) in der Extraktion

Das Projekt "Verknüpfung von CFD und Tropfenpopulationsbilanzen (TPBM) in der Extraktion" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Rheinland-Pfälzische Technische Universität Kaiserslautern-Landau, Lehrstuhl für Thermische Verfahrenstechnik durchgeführt. Der erste Teil des Forschungsvorhabens (Start April 2006) wurde erfolgreich abgeschlossen. Im folgenden werden die Erfolge des ersten Projektabschnitts und die Ziele und Ergebnisse des zweiten Projektabschnitts zusammengefasst. 1. Abschnitt: Zu Beginn des Projekts waren CFD-Simulationen von zweiphasigen flüssig-flüssig betriebenen Extraktionskolonnen in der Literatur quasi nicht vorhanden. Im ersten Teil wurden daher zunächst zweiphasige CFD.Simulationen mit konstanten Tropfendurchmessern ohne Berücksichtigung von Populationsbilanzen erfolgreich durchgeführt. In beiden CFD Tools konnten die ein- und zweiphasigen Strömungsbedingungen in einem Rotating Disc Contactor vorhergesagt werden (1,2). Ein- und zweiphasige Particle Image Velocimetry Messungen ermöglichten einen Vergleich und eine Validierung der Simulationen. Im nächsten Schritt wurden Methoden zur Lösung der Populationsbilanzen in die CFD codes integriert. Die Standardvorgehensweise ist, dass für jede Phase in CFD ein Fluid verwendet wird (Two-Fluid Model) und sich die disperse Tropfenphase mit dem Sauterdurchmesser (d32) bewegt, der mit Hilfe der Populationsbilanzen berechnet wird. Die klassischen Lösungsmethoden, Klassenmethode und Momentenmethode (Quadrature Method of Moments), wurden im Rahmen von Fluent untersucht (4). In diesem Zusammenhang wurden auch mehrere Literaturmodelle für Zerfall und Koaleszenz der Tropfen in Fluent integriert und verglichen. Es zeigte sich, dass eine Vorhersage der Tropfengröße in einer 5 Compartment Sektion eines RDC Extraktors, bei richtiger Wahl der Modelle, möglich ist. Bei der Kopplung zwischen CFD und PBM ist die Momentenmethode vorzuziehen, da hier der Rechenaufwand wesentlich geringer ist, bei besserer Genauigkeit des Sauterdurchmessers. Sowohl in Fluent als auch in FPM wurde die Sectional Quadrature Method of Moments (SQMOM) implementiert (5-7). Die SQMOM als eine adaptive Methode ist für die Verwendung in CFD sehr gut geeignet. Im Gegensatz zum Zwei-Fluid CFD-Modell können im Multi-Fluid Modell tropfengrößenspezifische Aufstiegsgeschwindigkeiten wiedergegben werden. 2. Abschnitt: Während die reine Verknüpfung und die Vorhersage der Zweiphasenströmung im ersten Forschungsabschnitt realisiert wurden, sollen im weiteren Forschungsvorhaben die Vorhersagemöglichkeiten weiterentwickelt werden. Ziele sind hierbei ein Turbulenzmodell für FPM zu realisieren und zu validieren, mit dessen Hilfe Zerfall und Koaleszenz der Tropfen modelliert werden. Am Lehrstuhl f. Thermische Verfahrenstechnik sind Untersuchungen zur Messung der Turbulenz und zum Zerfall der Tropfen geplant. Eine integrierte Betrachtung von experimentellen und simulierten Turbulenzgrößen zusammen mit Zerfall und Koaleszenz der Tropfen soll zu einer Verbesserung der Vorhersage führen. Die Berücksichtigung von Stofftransport mit Hilfe eines bivariaten Populationsbilanzmodells wird die Beschreibung des Stoffaustauschs ermöglichen. (Text gekürzt)

Zur Bestimmung kinetischer Daten und zur Verbesserung der Reaktionsführung bei heterogen-katalysierten Gas-Flüssig-Reaktionen - Untersuchungen anhand ausgewählter Reaktionen aus der Raffinerietechnik und Petrochemie

Das Projekt "Zur Bestimmung kinetischer Daten und zur Verbesserung der Reaktionsführung bei heterogen-katalysierten Gas-Flüssig-Reaktionen - Untersuchungen anhand ausgewählter Reaktionen aus der Raffinerietechnik und Petrochemie" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bayreuth, Lehrstuhl für Chemische Verfahrenstechnik durchgeführt. Im Rahmen des geplanten Forschungsvorhabens soll eine verbesserte Methode zur Bestimmung kinetischer Daten von Mehrphasenreaktionen entwickelt und getestet werden. Dabei soll ein Zweiphasenreaktor (Flüssigkeit und Katalysator) mit einer Vorsättigung der flüssigen Phase (z.B. bei Hydrierungen mit Wasserstoff) eingesetzt werden. Da nur eine fluide Phase vorliegt, wird der Einfluss der Fluiddynamik überschaubar. Da außerdem kein Stofftransport mehr aus der Gasphase in die Flüssigkeit erfolgt, bestimmen neben der chemischen Reaktion 'nur' noch Diffusionsvorgänge in der flüssigen (Kern)Phase bzw. in den Katalysatorproben die (effektive) Reaktionskinetik. Dieses wesentlich einfachere Reaktionssystem kann sehr genau untersucht werden, und zwar unter Bedingungen (Partikelgröße, Fluidgeschwindigkeit), die auch in technischen Reaktoren herrschen. Durch den anschließenden Vergleich mit Untersuchungen in einem Dreiphasenreaktor kann dann der Einfluss der Fluiddynamik und des Stofftransportes Gas/Flüssigkeit besser als mit den oben beschriebenen üblichen Methoden beurteilt werden. Diese Methode bietet sich allerdings nicht nur für kinetische Untersuchungen an, sondern auch für eine verbesserte Reaktionsführung bei Mehrphasenreaktionen. (...) Folgende Reaktionen, die in der chemischen Praxis bisher in Dreiphasen-Festbettreaktoren durchgeführt wurden, sollen näher untersucht werden: Hydrierung ungesättigter Kohlenwasserstoffe, Entschwefelung von Erdölfraktionen, die Hydrierung von Nitroaromaten, die Umsetzung von Kohlenmonoxid mit Wasserstoff in höhere Kohlenwasserstoffe wie z.B. Dieselöl durch Fischer-Tropsch-Synthese. Diese Modellsysteme wurden ausgewählt, da sie sich hinsichtlich der Kinetik und der notwendigen Reaktionsführung sehr deutlich unterscheiden. Auf diese Weise soll das Prinzip des Zweiphasenreaktors mit Vorsättigung der flüssigen Phase als Methode für kinetische Untersuchungen und als eine Alternative im Hinblick auf die Reaktionsführung von Mehrphasenreaktoren auf einer möglichst breiten Basis untersucht werden.

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