Poröse Feststoffe können vielfältig zur Anreicherung und Abtrennung von Bestandteilen aus einer fluiden Phase genützt werden. Mein Interesse gilt vor allem der industriellen Abluftreinigung. Das momentan "heißeste" Thema ist allerdings die Adsorption von CO2, entweder zur Verringerung des CO2-Gehaltes der Atmosphäre oder zur Aufarbeitung von Biogas. Aus technischer Sicht sind Adsorptionsvorgänge mit Feststoffen eher unbeliebt, wegen der Größe der Anlagen, der Notwendigkeit, sie redundant auszulegen, und der Tatsache, dass man trotz aller Tricks in den allermeisten Fällen keine wirklich kontinuierlichen Prozesse hinbekommt. Natürlich kann man absorbieren - d. h. bestimmte Bestandteile aus einer Gasmischung in Flüssigkeiten lösen - oder extrahieren, d. h. gelöste Bestandteile von einem … [Weiterlesen...]
Machbarkeitsstudien mit einfachsten Mitteln
Im April 2021 habe ich auf der Adsorptionswoche von 3P vorgetragen. Wie es mir oft geht, war ich als Außenseiter da: Nach der Präsentation einer Reihe von immer anspruchsvolleren Mess- und Auswertetechniken aus dem Adsorptionsbereich durfte ich erzählen, was der Praktiker "in freier Wildbahn" so treibt, wenn es darum geht, Probleme mit bestehenden oder geplanten Abluftreinigungsanlagen zu lösen. Für die Präsentation, die nur 10 Minuten dauern durfte, hatte ich mir gleich drei Beispiele vorgenommen. Das sind viele, und ich musste mich extrem kurz fassen. Die ganzen Hintergründe und mehr Details - also alles, wofür während der Präsentation selbst keine Zeit war - habe ich in das Manuskript gepackt und stelle es hiermit zum Download zur Verfügung (auf Englisch, "Feasibility Assessment … [Weiterlesen...]
Thermal Runaway in Adsorbern
Thermal Runaway - thermisches Durchgehen - beginnt meistens ganz unauffällig. Der Reaktionsapparat (das kann ein chemischer Reaktor oder auch ein Adsorber sein) ist ein paar Kelvin über dem Sollwert. Oft veranlasst das noch keine Reaktion der Bediener außer der Bemerkung: "Ach, das macht der öfter, das regelt sich von selbst wieder." Einmal kommt aber der Tag, an dem die Temperatur nicht wieder zurückgeht, sondern weiter steigt. Und steigt. Und steigt, obwohl man Korrekturversuche unternimmt. Wenn man nicht genau weiß, welche Maßnahme den Reaktionsapparat in so einer Situation abkühlen wird (und das ist manchmal antiintuitiv), läuft die Temperatur nach oben davon bis zum unausweichlichen Ausgang - Überdruck mit eventuell katastrophalen Folgen, oder ein Brand. … [Weiterlesen...]
Zeolith für die Nitratkontrolle: Eine Sackgasse?
Glossar Nitrifikation: Umwandlung von Ammoniak NH3 zu Nitrat NO3- durch Mikroorganismen.Denitrifikation: Umwandlung von Nitrat NO3- nicht zu Ammoniak, sondern zu Stickstoff N2 und Stickoxiden wie Stickstoffmonoxid NO und Lachgas N2O.EU "Nitratrichtlinie": Richtlinie 91/676/EWG, die durch Einführung guter Düngerpraxis eine Überdüngung mit Nitraten verringern sollte. Diese wurde in Deutschland 1996 durch die Einführung der 2012 novellierten, aber (nach Meinung vieler) immer noch nicht ausreichenden Düngeverordnung umgesetzt. Der Anlass Ich denke, ich sollte meine google Alerts abmelden, denn zum Schlagwort "zeolite" spülen sie mir wenig Sinnvolles in den Posteingang. Vor einigen Wochen war zum Beispiel ein Hinweis auf den folgenden Artikel dabei: "EU-Richtlinie wegen Nitratwerte: … [Weiterlesen...]
Englische Website mit sechs Fallstudien
Inhaltlich Neues gibt es heute nicht hier im Blog, sondern auf der Website: Für den englischsprachigen Teil meiner Website habe ich sechs kurze Fallstudien aus meiner Praxis veröffentlicht, aus verschiedenen Bereichen vom Glättungsfilter bis zur Selbstentzündung: Styrolabluft in den Griff bekommenAdsorptionsbasierter GlättungsfilterNachrüstung einer Verbrennungsanlage mit einem KonzentratorOxidationswäscher, die GretchenfrageNaturzeolith als Ammoniakfilter für StallabluftSelbstentzündung in Adsorptionsfiltern … [Weiterlesen...]
Der Adsorbenzienzoo: AlPOs und SAPOs
AlPO oder AlPO4 steht für Aluminiumphosphat - ein Netzwerk aus abwechselnd AlO4- und PO4-Tetraedern, die sich die Sauerstoffatome an den Ecken teilen. Da jeder AlO4-Tetraeder negativ und jeder PO4-Tetraeder positiv geladen ist, neutralisieren sich die Ladungen gegenseitig, und es gibt, im Gegensatz zu den meisten Zeolithen, keine Gegenkationen. Mit diesen Bausteinen lassen sich mikroporöse Strukturen aufbauen, die strukturell Zeolithen ähneln, aber andere Eigenschaften haben. SAPOs - kurz für Silizium-Aluminium-Phosphor-Sauerstoff - steht für Strukturen, die sich formal vom AlPO ableiten, aber einige der Phosphor und/oder Aluminiumatome durch Silizium ersetzt haben. … [Weiterlesen...]
„Einführung in Zeolithe“ und „Zeolithe in der Abluftreinigung“
Was sind eigentlich Zeolithe? Wie unterscheiden sich die verschiedenen Arten? Wie geht Adsorption vor sich? Wie verhalten sich Zeolithe in technischen Abluftreinigungsanlagen? Zu diesen Fragen und noch einigen mehr in zwei mal 45 Minuten eine Antwort zu geben ist natürlich nicht möglich. Ich habe es auf den 1. Heidelberger Ablufttagen trotzdem versucht. Das Ergebnis - zwei Vortragsmanuskripte mit Folien - biete ich hier zum Download an. Im ersten Vortrag taucht ein Video auf, welches die Porenstruktur von Faujasit - dem Strukturtyp der Zeolithe X und Y - demonstriert. Ich habe es mit dem 3D-Builder der Strukturdatenbank der IZA erstellt. Was hier zu sehen ist, wird im ersten Manuskript erklärt und folgt noch einmal in aller Kürze: Im Stäbchenmodell erkennt man den Aufbau … [Weiterlesen...]
Glättungsfilter – Vortragsmanuskript ist zum Download verfügbar
Wie schon angekündigt, habe ich auf dem 5. Workshop zur Abluftreinigung zum Thema "Glättungsfilter" geredet. Der Glättungsfilter ist sozusagen der Negativabdruck des Adsorbers: Viele Faktoren, die eine gut funktionierende adsorptive Abluftreinigung ermöglichen, stehen einem gut funktionierenden Glättungsfilter im Wege. Ein Adsorptionsfilter soll über möglichst lange Zeiträume vorgegebene Emissionswerte einhalten, also VOCs festhalten und zunächst nicht loslassen. Ein Glättungsfilter soll dagegen VOCs nur temporär festhalten und dann konzentrationsabhängig, ohne zusätzliche Zufuhr externer Energie, wieder freisetzen. Nun muss ein Glättungsfilter nicht unbedingt ein Adsorber sein, auch Wäscher können sich gelegentlich als Glättungsfilter eignen. Mehr dazu, mit Anwendungsbeispielen, finden … [Weiterlesen...]
Über Adsorptionsisothermen, Teil II
Wie schon im Teil I dieses Beitrages erwähnt, werden in der Praxis kaum andere Adsorptionsisothermen verwendet als die von Langmuir, Freundlich und Geradengleichungen (manchmal fälschlich als "Henry"-Isotherme bezeichnet). Andere Isothermen, denen man in der Praxis noch begegnet, sind die BET-Isotherme, die vor allem zur Bestimmung von Adsorbensoberflächen benutzt wird die Dubinin-Radushkevich-Isotherme oder eine ihrer zahlreichen Abwandlungen, die vor allem die energetische Verteilung der Adsorptionsplätze gut abbilden kann. … [Weiterlesen...]
Über Adsorptionsisothermen, Teil I
Was ist eine Adsorptionsisotherme? Als Adsorptionsisotherme bezeichnet man die Beziehung zwischen der freien Adsorptiv-konzentration (als mg/m³ ausgedrückt oder als Partialdruck in Pa) und der im Gleichgewichtszustand gebundenen Menge an Adsorpt, gemessen bei konstanter Temperatur: θA = f(pA) oder auch mit dem Partialdruck als Anteil des Sättigungsdampfdruckes ausgedrückt: θA = f(pA/p°A) Ein Beispiel zeigt die Abbildung oben, mit der Besonderheit, dass die Adsorption einen Sättigungsbereich hat, d. h. eine Adsorbatmenge pro Gewichtsanteil Adsorbens, die nicht überschritten werden kann. Dies ist allerdings nicht für jedes Adsorbens-Adsorptiv-Paar der Fall. Zweck einer Adsorptionsisotherme Eine Adsorptionsisotherme kann mit zwei verschiedenen Absichten erstellt worden … [Weiterlesen...]