s/chemischer-reaktor/Chemischer Reaktor/gi
Das Projekt "Zeitlicher Druckverlauf in Blow-Down-System waehrend der Druckentlastung einer Anlage" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Forschungszentrum Roßendorf e.V., Institut für Sicherheitsforschung durchgeführt. Ziel ist die Entwicklung von Modellen fuer die Berechnung des dynamischen Verhaltens von Blow-Down-Systemen. Mit dem Modell sollen die fluid- und thermodynamischen sowie die reaktionskinetischen Vorgaenge waehrend der Druckentlastung eines chemischen Reaktors mit angeschlossenem Blow-Down-System berechnet werden koennen. Die Ergebnisse dienen der sicheren Auslegung von Blow-Down-Systemen. Nach der Aufstellung von flexiblen Modellen der einzelnen Teilsysteme Reaktor, Abblaseleitung, Entlastungsarmatur, Abscheider und Kondensator liegt der Schwerpunkt auf der Kopplung der Teilsysteme. Im Zentrum steht die Schaffung eines praxisorientierten Gesamtmodells, wobei das besondere Augenmerk auf Phaenomene gerichtet ist, die auf das Zusammenspiel der Teilsysteme zurueckzufuehren sind. Dies sind in erster Linie Instabilitaeten im Massenstrom bzw. dem transienten Druckverlauf, die bei unguenstiger Auslegung auftreten koennen. Die Arbeiten sind rein theoretischen Charakters und stuetzen sich, so weit wie moeglich, auf bereits vorhandenes experimentelles Material.
Das Projekt "Abscheiden von Fluessigkeiten aus Dampf bei Druckentlastung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität München, Lehrstuhl A für Thermodynamik durchgeführt. Bei Druckentlastungen von Chemiereaktoren oder bei prozessbedingter Druckabsenkung in Behaeltern tritt in der Regel ausser Dampf auch Fluessigkeit aus dem Entlastungsventil in die Umgebung aus. Weil es sich bei den in der Chemie gebraeuchlichen Produkten sehr oft um toxische oder explosive Stoffe handelt, kann es in der naeheren Umgebung des entlasteten Behaelters durch die am Boden verdunstende Fluessigkeit zu gefaehrlichen Konzentrationen kommen, die Giftgas- bzw. Explosionsungluecke zur Folge haben koennen. Im Rahmen eines AIF-Forschungsvorhabens wurden erste Auslegungsgrundlagen fuer einen Drallabscheider und einen Umlenkabscheider erarbeitet, die die austretende Fluessigkeit vom Dampf trennen und zwischenspeichern. Anhand einer rechnerischen und experimentellen Untersuchung der Druckverhaeltnisse in der Rohrleitung zum Entlastungsventil und im Abscheider wurde gezeigt, dass die Forderung nach einer Wiedereinspeicherung der separierten Fluessigkeit in den Kessel ohne Inanspruchnahme von Fremdenergie in gewissen Grenzen erfuellbar sein kann. Dazu muss der Abscheider so in die Rohrleitung zwischen Kessel und Entlastungsventil integriert werden, dass die der Hoehendifferenz zum Kessel entsprechende hydrostatische Druckdifferenz ausreicht, die abgeschiedene Fluessigkeit gegen den Kesseldruck in einer zweiten Rohrleitung zurueckzubefoerdern. In Luft-Wasser-Gemischen und in Kaeltemittel R12 erprobte Drall- und Umlenkabscheider sowie kesselinterne Umlaufsichter erreichen Abscheidegrade von ueber 90Prozent im gesamten Betriebsbereich bei geringem Durckverlust.
Das Projekt "Experimentelle und theoretische Untersuchungen der Grenzen einer sicheren Betriebsfuehrung stark exothermer Semibatch-Prozesse" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Berlin, Fachbereich 05 Chemie, Institut für Technische Chemie durchgeführt. Fuer die sicherheitstechnische Auslegung chemischer Reaktoren sind Angaben ueber die Geschwindigkeit der chemischen Waermeerzeugung erforderlich. Mit dem Vorhaben soll eine Messmethode zur Bestimmung dieser Daten fuer Fluessigphase-Reaktionen entwickelt werden. Die Methode arbeitet isotherm und im gleichen Konzentrationsbereich wie der auszulegende technische Prozess. Als Messanordnung dient ein indirekt gekuehlter Batch-Reaktor mit zusaetzlicher elektrischer Innenheizung. Diese wird so geregelt, dass die Summe aus chemisch erzeugter Waerme und elektrischer Heizung der Kuehlrate entspricht. Bei maessig exothermen Reaktionen wird mit konstanter, bei sehr stark exothermen Reaktionen mit geregelter Kuehlmitteltemperatur gearbeitet. Die Waermeerzeugung der Reaktionen ist gleich der Differenz zwischen Kuehlrate und elektrischer Heizleistung.
Das Projekt "Bestimmung sicherheitstechnischer Kennwerte fuer die Druckentlastung in Reaktionsbehaeltern" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Höchst, Forschungsleitung durchgeführt. Chemiereaktoren, Druck- und Fluessigkeitsbehaelter sind zur Verhinderung eines unzulaessigen Druckanstiegs (z.B. infolge einer durchgehenden Reaktion oder eines Warmeeinfalls) mit unabhaengigen Sicherheitseinrichtungen wie Sicherheitsventil oder Berstscheibe ausgestattet. Bei der ploetzlichen dampfseitigen (Not-)Entlastung kommt es dabei haeufig - zumindest zeitweilig - zur Ausbildung einer Zweiphasenstroemung aus Gas/Dampf und Fluessigkeit in der Ablassleitung. Im Vergleich zu dem erwuenschten Ausstroemen nur von Gas oder Dampf nimmt dann die kritische Geschwindigkeit ab, so dass sich die Druckentlastungsgeschwindigkeit teilweise erheblich verringert bzw. groessere Stroemungsquerschnitte vorzusehen waeren, um den gleichen systembedingten Druckanstieg im Apparat zu kompensieren. Die Vorhersage der Zweiphasenstroemung und die Bemessung der Stroemungsquerschnitte der Sicherheitseinrichtungen und der Rohrleitungen ist jedoch noch nicht zuverlaessig moeglich, weil die im Apparat und in der Abblaseleitung auftretenden thermohydraulischen Vorgaenge sehr komplex und eng miteinander verknuepft sind. 2. Die Arbeit zielt auf die Bereitstellung von Unterlagen fuer die ausreichende Bemessung der Stroemungsquerschnitte und auf die Entwicklung eines genaueren und allgemeingueltigen Berechnungsverfahrens. 3. Die Untersuchungen beinhalten die Ermittlung des zeitlichen Druckverlaufs im Behaelter - es laesst sich damit auf einfache Weise die Auslegung der Stroemungsquerschnitte beurteilen - und fuer Kontrollzwecke des austretenden Massestroms und seiner Zusammensetzung in Abhaengigkeit der Zeit. Versuchsparameter sind Entlastungsquerschnitt, Fuellgrad des Behaelters.
Das Projekt "Druckentlastung von chemischen Reaktoren" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hannover, Fachbereich Maschinenbau, Institut für Verfahrenstechnik durchgeführt. In diesem Forschungsprojekt soll das Verhalten von fluessigen Mehrkomponentengemischen untersucht werden, die infolge ploetzlicher Druckentlastung nach Ansprechen der Sicherheitseinrichtungen aus einem chemischen Reaktor ausdampfen. Bisherige Untersuchungen beziehen sich nur auf Einstoffsysteme. Diese Erkenntnisse reichen fuer die sicherheitstechnische Beurteilung chemischer Reaktoren aber nicht aus, da die verschiedenen Stoffe sich gegenseitig beeinflussen. Mit Hilfe einer weiter zu entwickelnden Messgeraetekombination zur Messung von zeitlich veraenderlichen zweiphasigen Massenstroemen sollen Abblaseversuche mit Modellfluiden durchgefuehrt werden. Darauf aufbauend ist ein Modell fuer die Vorausberechnung der aus dem Reaktor ausstroemenden Einzelmassenstroeme der beteiligten Komponenten zu entwickeln. Dies soll der besseren sicherheitstechnischen Auslegung von chemischen Reaktoren dienen.
Das Projekt "SynMet - Solar Combined ZnO-Reduction and Natural Gas Reforming for the Co-Production of Zinc and Syngas" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Paul Scherrer Institut, Forschungsbereich Allgemeine Energie durchgeführt. Zinc and synthesis gas (syngas), besides being important material commodities, are attractive as energy carriers. Zinc finds applications in Zn/air fuel cells and batteries, and it can also be reacted with water to form hydrogen. Syngas is the building block of a wide variety of synthetic liquid fuels, including methanol - a promising substitute of gasoline for fuelling cars. However, the current industrial production techniques of both zinc and syngas carry severe environmental consequences, especially CO2 emissions. These emissions can be reduced substantially, by combining both the production of Zn and syngas and by replacing fossil fuels with concentrated solar energy as the source of high-temperature process heat. The use of solar energy for supplying the enthalpy of the reaction upgrades the calorific value of the initial reactants by 39 percent. Thus, using the SynMet process, solar energy is converted into storable and transportable chemical fuels. Scheme of the process: In the first, endothermic step, concentrated solar radiation is used for co-producing zinc and syngas by the combined ZnO-reduction and Natural Gas reforming processes in a solar chemical reactor called SynMet; syngas could further be processed to methanol. In the second step, zinc is either used to split water and form H2 in a water-splitting reactor, or, alternatively, zinc is used in a Zn/air fuel cell or battery to generate electrical work. In either case, the chemical product of the second step is ZnO which, in turn, is recycled to the first step.
Das Projekt "Aufklaerung und Charakterisierung von Reaktionsablaeufen mit sicherheitstechnischer Relevanz" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Greifswald, Institut für Physikalische Chemie durchgeführt. Haeufig wird die Auslegung der chemischen Reaktoren mit einem geschaetzten Risikofaktor beaufschlagt, der in vielen Faellen zu teuren Ueberinvestitionen fuehrt, in anderen Faellen jedoch auf Grund des unbekannten Risikoumfanges ein verbleibendes Gefahrenpotential einschliesst. Dieses Projekt nutzt zur Gewinnung thermodynamischer und kinetischer Kenngroessen vorrangig kalorimetrischen Untersuchungstechniken verbunden mit chemisch-analytischen Methodiken. Die Gewinnung von Ergebnissen fuer risikobehaftete Reaktionen auf gefahrlosem Wege ist moeglich. Das Safety-Szenario-Kalorimeter vermag vollstaendig automatisch umfangreiche Versuchsserien unbeaufsichtigt durchzufuehren. Der Hauptvorzug besteht in der Aufzeichnung der Reaktionsdaten auch jenseits der klassischen sicherheitstechnischen Definition des 'point of no return' (isoperibol wie auch adiabatisch). Die kinetische ON-LINE-Auswertung waehrend einer Simibatch-Reaktion ist moeglich, einschliesslich der Prognose ueber das Gefahrenpotential.
Das Projekt "Teilvorhaben: Entwicklung einer Reaktorzelle zur CO2-Konversion zur Methanolherstellung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Gensoric GmbH durchgeführt. Die Arbeitsziele des Teilvorhabens sind der Entwurf und Optimierung der Reaktionstechnik des CO2-Konverters. Ausgehend von den Abstimmungen hinsichtlich Verfahren, Energiebilanzen und Schnittstellen zu Beginn des Vorhabens wird ein chemischer Reaktor entworfen, der die notwendige Infrastruktur wie geeignete Katalysatoren, Elektrolysezelle, thermisches Management und Schnittstelle zur ThermaLab-Plattform-Technologie bereitstellt. Im ersten Schritt wird dazu der optimalste Arbeitspunkt der Reaktion für unterschiedliche Metall-Katalysatoren identifiziert und diese werden dann gegeneinander verglichen. Die dabei gewonnen Kenntnisse bilden die Grundlage für die Festlegung und Optimierung des Reaktionsdesigns hinsichtlich Elektrodenform, -material und Beschichtung sowie Zelldesign. Die Elektrolysezelle wird dabei für bestimmte Reaktionsparameter (z.B. pH-Wert, Druck, Temperatur) dimensioniert, wobei die Kombination der Reaktionszelle mit der Gensoric Technologie hier zusätzliche Betrachtungen notwendig macht wie z.B. die elektrische Impedanz, Elektrodenoberfläche, elektrisch und chemisch stabile Kontaktierungen und die Minimierung von unerwünschten Nebenreaktionen. In diesem Zusammenhang werden geeignete Messmethoden untersucht, welche die Parameter der Reaktion überwachen und zur Steuerung des Ablaufs der Reaktion genutzt werden können. Anschließend werden die Anforderungen in ein erstes Reaktor-Prototypen-Design zusammengefasst. Die konzeptionellen Reaktoransätze, Flow- und Batch-Reaktor, werden dazu zum einen auf ihre Leistungsfähigkeit in Hinblick auf Ausbeute und Steuerbarkeit getestet und zum anderen hinsichtlich der Kompatibilität des Gesamtdemonstrators und mit weitergehenden wirtschaftlichen Anwendungen verglichen. Im letzten Schritt wird dann die Auswahl des Reaktors mit optimierten Parametern in das Gesamtsystem als Demonstrator zur Darstellung der Machbarkeit integriert.
Das Projekt "Pulsierender Zyklonbrenner" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von IBU-tec GmbH & Co. KG durchgeführt. Der Waerme- und Stoffuebergang in einer pulsierenden Stroemung ist bis zum Doppelten hoeher als in einer stationaeren Stroemung. In einem Pulsationsreaktor werden mittels der pulsierenden Verbrennung diese Vorteile verfahrenstechnisch genutzt. Fuer gewisse Anwendungsfaelle werden jedoch hoehere Verweilzeiten als die hier erzielbaren 100 bis 500 ms benoetigt. Der Pulsierende Zyklonbrenner kombiniert einen Pulsbrenner zur Erzeugung einer pulsierenden Stroemung mit einem Zyklon zum Erreichen einer groesseren Verweilzeit bis zum Sekundenbereich. Hierbei dient ein Pulsbrenner als Treibstrahlerzeuger fuer einen Injektor, mit dem sowohl der thermisch zu behandelnde Feststoff als auch die Verbrennungsluft fuer die Nachverbrennung (oder gestufte Verbrennung) in den Zyklon gefoerdert wird.
Das Projekt "Untersuchung von Koaleszenz- und Zerfallsvorgaengen von Blasen in turbulenten Zweiphasenstroemungen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Darmstadt, Fachgebiet Energietechnik und Reaktoranlagen durchgeführt. Gas/Fluessigkeits-Zweiphasenstroemungen treten in der Praxis zB in Verdampferrohren, Pipelines, chemischen Reaktoren auf. Hierbei werden der Waerme- und Stoffaustausch durch die auftretenden Koaleszenz- und Zerfallsprozesse der Blasen massgeblich beeinflusst. Diese wiederum werden von den Wechselwirkungen zwischen den dispergierten Blasen und dem Turbulenzfeld der kontinuierlichen fluessigen Phase gepraegt sein. In diesem Projekt stehen diese Wechselwirkungen in Zweiphasenstroemungen in vertikalen Stroemungsrohren im Vordergrund. unter Einsatz der zweidimensionalen Heissfilm-Anemometrie (X-Heissfilm-Sonden), mit der die Turbulenz in der Fluessigkeit (Turbulenz-Intensitaet, Reynolds-Spannungen) gemessen wird, und faseroptischen Sensoren, mit denen Gasgehalt, Blasenfrequenz, -groessenverteilungen und -geschwindigkeiten bestimmt werden, werden die physikalischen Effekte in der Stroemung experimentell erfasst. Unter Einbeziehung der Ergebnisse wird ein Modell fuer die Entwicklung der Blasengroessenverteilung unter Beruecksichtigung des turbulenten Scherfeldes der fluessigen Phase entwickelt. Damit koennen die in der Stroemung auftretenden Koaleszenz- und Zerfallsprozesse abhaengig von der Turbulenz berechnet und somit Vorhersagen zur Dispergierung der Gasphase in der Fluessigkeit getroffen werden. Dieses Modell kann vor allem fuer die Berechnung des Waerme- und Stoffaustauschs hilfreich eingesetzt werden.
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| Bund | 23 |
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