Das Projekt "Modellierung des Wasserwaschsystems von Destillationssystemen in katalytischen Krackanlagen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Kaiserslautern, Lehrstuhl für Technische Thermodynamik durchgeführt. The main goal of the present project was to provide a computer program for modelling of water washing systems of catalytic cracker overhead systems. A thermodynamic model was to be developed to describe phase equilibria in the interesting systems. A temperature range from about 25 to 120 degree C, and pressures up to 2 MPa were to be covered. The proper design of an FCC (fluid catalytic cracker) main fractionating column requires the knowledge of the solubility of hydrocarbons (e.g. methane, ethane, propane, butane), as well as weak electrolytes (e.g. gases like ammonia, hydrogen sulfide, carbon dioxide, hydrogen cyanide or weak acids like thiocyanic acid, acetic acid, formic acid) and strong electrolytes (e.g. hydrogen chloride) in two liquid phases (water and an organic solvent, which was assumed to be n-hexane). The work presented here is based on former experimental and theoretical work carried out at the Lehrstuhl fuer Technische Thermodynamik. For subsystems not considered before, a literature search on the solubility of the single gases as well as on the simultaneous solubility of ammonia and a sour gas in every single solvent was carried out. The model developed is able to predict vapor-liquid-liquid-equilibria in the multi-component system only in a lmited concentration range.
Das Projekt "Phasen- und Reaktionsgleichgewichte bei der Rauchgasreinigung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Duisburg, Fachbereich 7 Maschinenbau, Fachgebiet Thermodynamik durchgeführt. Bei der Rauchgasreinigung durchlaeuft das Rauchgas vielfaeltige physikalische und chemische Umwandlungen. Das gilt insbesondere fuer die Waescher. In diesen wird zB HCl oder SO2 durch Kontakt und Waschloesung aus dem Rauchgas ausgewaschen. Die dabei ablaufenden physikochemischen Umwandlungen lassen sich in erster Naeherung durch gekoppelte Phasen- und Reaktionsgleichgewichte beschreiben. Insbesondere interessiert dabei der Verbleib des Quecksilbers. Es werden Parameterstudien durchgefuehrt, die einen Einblick in die sich bildenden Verbindungen und ihren Verbleib in den unterschiedlichen Phasen erlauben.
Das Projekt "Kaeltemittelgemische als Substitute fuer R22, R502, R13B1" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität-Gesamthochschule Paderborn, Laboratorium für Wärme- und Kältetechnik durchgeführt. Ziel: Entwicklung thermodynamisch optimaler Kaeltemittelgemische (nicht brennbar) als Substitute fuer die FCKW's und H-FCKW's R22, R502 und R13B1. Aufgabe: Ergaenzung der Phasengleichgewichtsdaten von binaeren und ternaeren Gemischen mit den Komponenten R32, R125, R143a und R134a. Ergebnisse: Ergaenzende Phasengleichgewichtsuntersuchungen zu 7 binaeren und 2 ternaeren Gemischen, die als Grundlagen von Prozesssimulationen verwendet werden.
Das Projekt "Loeslichkeit von Schwefelwasserstoff und Kohlendioxid in salzhaltigen waessrigen Aminloesungen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Kaiserslautern, Lehrstuhl für Technische Thermodynamik durchgeführt. Im Zusammenhang mit der Erhoehung des Wirkungsgrades bei der Erzeugung von elektrischem Strom aus fossilen Energietraegern sind Kombiprozesse von grossem Interesse, in denen die Kohle unter Druck vergast wird, die Reaktionsgase gereinigt und anschliessend in einer Gasturbinenanlage verbrannt und entspannt werden und die noch heissen, entspannten Gase zum Antrieb eines Dampfkraftwerkes dienen. Bei der Gasreinigung ist ein wichtiger Schritt die Entfernung von schwefelhaltigen Gase, insbesondere von Schwefelwasserstoff aus den bei der Kohlevergasung anfallenden Reaktionsgasen. Diese Entschwefelung kann z.B. mit Hilfe waessriger Loesungen von N-Methyldiethanolamin (MDEA) erfolgen, wobei man ein transport- und reaktionskontrolliertes Absorptionsverfahren einsetzt. Eine solche verweilzeitkontrollierte Absorption ist notwendig, um die gleichzeitig stattfindende Absorption weiterer saurer Gase, vor allem des Kohlendioxids, zu minimieren. Fuer die Auslegung von Trennverfahren zur Reinigung der anfallenden Abgasstroeme werden unter anderem Informationen zum Phasengleichgewicht benoetigt. Ziel des Vorhabens ist die experimentelle Bestimmung von Phasengleichgewichten in Systemen bestehend aus Wasser, MDEA, starken Elektrolyten und den sauren Gasen Kohlendioxid und Schwefelwasserstoff. Die Messergebnisse sollen mit verschiedenen Modellen beschrieben werden, die ihrerseits zur Auslegung von Absorptionsverfahren herangezogen werden koennen.
Das Projekt "IR-spektroskopische Untersuchungen zur Ermittlung wahrer Spezieskonzentrationen in wäßrigen, chemisch reagierenden Systemen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Rheinland-Pfälzische Technische Universität Kaiserslautern-Landau, Lehrstuhl für Thermodynamik durchgeführt. Wäßrige Lösungen, die Ammoniak und saure Gase wie Kohlendioxid, Schwefelwasserstoff oder Schwefeldioxid enthalten, müssen in vielen Bereichen der chemischen Industrie aufgearbeitet werden. Dazu werden häufig thermische Trennverfahren wie Destillation und Absorption eingesetzt. Zur verfahrenstechnischen Auslegung werden Modelle zur Beschreibung der thermodynamischen Eigenschaften dieser komplexen, chemisch reagierenden Systeme benötigt. Neben Informationen über Phasengleichgewichte und kalorische Effekte werden - z.B. bei der Auslegung von Kurzzeitabsorptionen - häufig auch Informationen über die Kinetik des Stoffaustausches und der chemischen Reaktionen benötigt. Abweichungen des chemischen Potentials einer Komponente vom Zahlenwert im thermodynamischen Gleichgewicht sind die Triebkraft für Austauschvorgänge. Eine der Voraussetzungen für eine zuverlässige Berechnung dieser Triebkraft ist daher eine genaue Kenntnis der Zusammensetzung im Gleichgewichtszustand. Während diese im Falle inerter Gemische häufig mit ausreichender Präzision berechnet werden kann, ist dies für die simultane Löslichkeit von Ammoniak und sauren Gasen in wäßrigen Lösungen nicht der Fall, da einerseits die wahren Konzentrationen in der flüssigen Phase mit Hilfe herkömmlicher Meßverfahren nicht ermittelt werden, andererseits aufgrund der komplexen zwischenmolekularen Wechselwirkungen Unsicherheiten bei der Modellierung bestehen. Im Vorhaben sollen wahre Spezieskonzentrationen im chemisch reagierenden System Ammoniak-Kohlendioxid-Wasser mit Hilfe der IR-Spektroskopie vermessen werden. Auf Basis dieser Untersuchungen soll die vorhandene, lediglich auf Meßwerten zum Phasengleichgewicht beruhende Modellierung überarbeitet werden. Die verbesserte Wiedergabe der wahren Spezieskonzentrationen sollte eine Erweiterung des Modells auf die Einbeziehung kinetischer Effekte ermöglichen.
Das Projekt "Entwicklung einer Datenbank und prädiktiver Modelle für neue alternative Kältemittel" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Paderborn, Lehrstuhl für Thermodynamik und Energietechnik MB, ThEt durchgeführt. Das Ziel des vorliegenden Projekts ist die Aufstellung einer Datenbasis thermophysikalischer Stoffeigenschaften für neue alternative Kältemittel. Hierfür sollen rechnergestützte prädiktive Modelle entwickelt werden, die es erlauben umfassende experimentelle Untersuchungen zu minimieren. Dem Montrealer Protokoll folgend, wird eine neue Generation alternativer Kältemittel gesucht, welche die bekannten Fluide, wie Fluorchlorkohlenwasserstoffe (FCKW), ersetzen soll. Diese neuen Fluide sollen thermodynamische Stoffeigenschaften haben die vergleichbar oder besser sind als die herkömmlichen Arbeitsmedien. Relevante Aspekte sind hierbei: Ozonabbaupotential (ODP), Treibhauspotential (GWP), Phasengleichgewichte, Herstellungskosten etc. Zu diesen neuen Arbeitsmedien gehören Fluorkohlenwasserstoffe (FKW) oder Hydrofluorether (HFE) und Mischungen daraus. Auf der Basis strategisch durchgeführter Phasengleichgewichtsmessungen werden diese Stoffe mittels molekulares Modellierung und Simulation sowie mittels Gruppenbeitragsmethoden behandelt werden. Es ist geplant auf diesem Wege zeitsparend vielversprechende Kältemittel zu identifizieren und in die Anwendung zu bringen.
Das Projekt "Entwicklung einer einheitlichen, konsistenten thermodynamischen Referenzdatenbasis für Sicherheitsanalysen zur Endlagerung nuklearer und nicht-nuklearer Abfälle - THEREDA-II; Teilprojekt TUBAF: Ozeanische Salze und Carbonate" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Bergakademie Freiberg, Institut für Anorganische Chemie durchgeführt. Das Gesamtziel des Vorhabens ordnet sich in die wissenschaftlichen, wirtschaftlichen und förderpolitischen Zielstellungen des Verbundprojektes (siehe Anhang Beschreibung des Gesamtprojektes) ein. Aufbauend auf dem bisher in Phase-I des Projektes THEREDA erstellten temperaturabhängigen (0 - 110 Grad Celsius) Pitzer-Modell des 7-Komponenten-Systems, bestehend aus dem hexären System der ozeanischen Salze einschließlich der sauren und basischen Lösungen (Na-K-Mg-Ca-SO4-Cl-H-OH-H2O), werden in diesem Vorhaben auch die Carbonate der Alkali- und Erdalkalimetalle sowie die Gleichgewichte mit CO2 im gleichen Temperaturbereich konsistent eingearbeitet. Dabei wird auch die Abhängigkeit der Lösegleichgewichte vom CO2-Partialdruck berücksichtigt. - Selektion einer für die Datenbasis THEREDA geeigneten Form der Zustandsgleichung für reines CO2 mit einer Gültigkeit von 0 Grad Celsius bis 120 Grad Celsius und Drucken bis 300 bar und ihre Implementierung in THEREDA. - Erfassung und Systematisierung der Literatur zu thermodynamischen Daten und Phasengleichgewichtsuntersuchungen zu den Systemen. - Bewertung bereits publizierter Modelle von Carbonatsystemen und falls möglich Einarbeitung in THEREDA. - Modifizierung publizierter Modelle und Bestimmung fehlender Temperaturfunktionen für Wechselwirkungsparameter und Löslichkeitskonstanten. - Nachrechnen von Gleichgewichten und thermodynamischen Eigenschaften von Lösungen in den höheren Systemen.
Das Projekt "Hochdruck-Dampf-Fluessigkeits-Gleichgewichte binaerer Mischungen aus Kohlendioxid und Benzolderivaten" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Kaiserslautern, Lehrstuhl für Technische Thermodynamik durchgeführt. Zur Auslegung von Extraktionsverfahren mit komprimiertem CO2 werden Angaben ueber Hochdruckphasengleichgewichte zwischen CO2 und den zu extrahierenden Stoffen benoetigt. Die Bearbeitung dieser Hochdruck-Phasengleichgewichte muss wegen der grossen Anzahl interessierender Verbindungen dahinzielen, Vorausberechnungsmethoden zu entwickeln. Aussichtsreich erscheinen dabei vor allem Gruppenbeitragsmethoden. Die Entwicklung solcher Methoden setzt jedoch eine Vielzahl experimenteller Ergebnisse voraus, die zZt noch nicht vorhanden sind. Auch im Hinblick auf Sanierung von Altlasten soll deshalb fuer einige Verbindungen aus der Stoffgruppe der Benzolderivate systematisch das Dampf-Fluessigkeits-Gleichgewicht im Temperaturbereich von 40 Grad C bis 120 Grad C und bei Druecken von ca 60 bis 250 bar experimentell untersucht werden. Die experimentellen Ergebnisse sollen sowohl mit Hilfe der generalisierten Bender-Gleichung als auch mit auf Gruppenbeitragsmethoden basierenden Zustandsgleichungen (GC-EOS) korreliert werden.
Das Projekt "Untersuchungen zum Rauchgastaupunkt in REA braunkohlengefeuerter Kraftwerke" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Cottbus, Institut für Verfahrenstechnik, Lehrstuhl Thermodynamik,Thermische Verfahrenstechnik durchgeführt.
Das Projekt "Thermodynamische Eigenschaften umweltvertraeglicher Kaeltemittel" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Köln, Fachgruppe Chemie, Institut für Physikalische Chemie durchgeführt. Entwicklung von Rechenverfahren zur gleichzeitigen, thermodynamisch konsistenten Ermittlung von Phasengleichgewichtsdaten, kalorischen und volumetrischen Daten von FCKW, die als Ersatzstoffe fuer die umweltgefaehrdenden Kaeltemittel der vergangenen Jahre vorgeschlagen wurden; insbesondere Untersuchungen zur Mischbarkeit mit polaren und unpolaren Stoffen. Berechnung globaler Phasendiagramme zur Untersuchung der Frage, welche Arten von Phasengleichgewichten (Fluessig-Fluessig-Entmischung, Siedegleichgewicht, Gas-Gas-Gleichgewicht,...) ueberhaupt vorkommen koennen. Die Ergebnisse sind inzwischen publiziert. Mischungen von polaren Kaeltemitteln mit polaren Schmierstoffen koennten aufgrund der globalen Phasendiagramme zu neuartigen Mehrphasen-Trennungen neigen.
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