Ursprünglich sollte dieser Artikel heißen "Über die Randgängigkeit von Schüttungen". Ich wollte darin der Frage nachgehen, ob die oft zitierte Behauptung, ein Schüttbett müsse für gleichmäßige Durchströmung wenigstens zehn Partikeldurchmesser als Durchmesser haben, irgendeine Grundlage hat. Diese Grundlage gibt es tatsächlich, aber die Frage ist nur eine Variation der größeren Frage nach der Schüttdichte, und somit dem Druckverlust eines Schüttbettes. … [Weiterlesen...]
Hysterese bei der Adsorption und Desorption, Teil II
Wie schon im Teil I dieses Beitrags erläutert, spricht man von Hysterese im Zusammenhang mit Adsorption, wenn die Isotherme des Adsorptionsvorgangs nicht mit derjenigen des Desorptionsvorganges zusammenfällt. Dies kann verschiedene Formen annehmen. Die IUPAC definiert zur Zeit sechs verschiedene Hysteresetypen (Abb. 1, Quelle: [1]) Was sagen die verschiedenen Formen der Hystereskurven über den dahinterliegenden Mechanismus aus? Und was kann man unternehmen, wenn ein solcher Effekt in der Praxis stört? … [Weiterlesen...]
Hysterese bei der Adsorption und Desorption, Teil I
Was ist es? Vor Hysterese spricht man, wenn ein System, welches zwischen zwei Zuständen pendeln kann, dies nicht auf gleichem Wege tut. Die folgende Abbildung [1] beschreibt ein solches Verhalten bei der Fluidisierung eines Schüttbettes: Der aufsteigende Zweig liegt über dem absteigenden, d. h. während der Druck ansteigt und das Bett gehoben wird, erzeugt die gleiche Leerrohrgeschwindigkeit einen höheren Druckverlust als beim Absenken der Leerrohrgeschwindigkeit. … [Weiterlesen...]
Zeolithe zur Sanierung schwermetallkontaminierter Böden
Schwermetalle kommen von Natur aus im Erdboden vor, werden aber durch menschliche Tätigkeit angereichert: Durch Bergbau, Industrieabwasser, Emissionen von Kraftfahrzeugen, Herstellung von Batterien und anderem mehr. Ein Beitrag aus den "Appalachian Voices" zeigt Bilder einer Landschaft am Emory River in Tennessee (USA), welche durch die Flugasche eines Kohlekraftwerkes stark kontaminiert wurde (Vorsicht, Schockeffekt!). Arsen, Kupfer, Barium, Cadmium, Chrom, Blei, Quecksilber, Nickel, Thallium - alles wird hier in erhöhten Mengen gefunden. Hier wächst kaum noch etwas, und wenn, wäre es unklug, es in die Nahrungskette einzuschleusen. Verschiedene Ansätze zur Sanierung solcher Gelände sind getestet und durchgeführt worden, etwa Komplettaustausch der belasteten Böden Elution mit … [Weiterlesen...]
Überschwingverhalten in Adsorbern („overshoot“ oder „roll-up“-Phänomen)
Das Diagramm zeigt die Durchbruchkurven von verschiedenen Verunreinigungen in einem Modell-Dieselkraftstoff, welche flüssig über ein Adsorbens gegeben wurden. Naphthalin und 1-Methylnaphthalin (1-MN) erscheinen ziemlich bald am Säulenausgang, und zwar im angereicherten Zustand - 20% bzw. 40% höher konzentriert als sie ursprünglich aufgegeben wurden. Dieses Überschwingverhalten wird in der Literatur gewöhnlich als "roll-up phenomenon" bezeichnet. Im flüssigen Zustand ist es gewöhnlich schärfer ausgeprägt als in der Gasphase und wird z. B. in der Chromatographie zur Anreicherung von Wirkstoffen verwendet. Was treibt diesen Vorgang an? … [Weiterlesen...]
Hygroskopie, oder Wasserdampfsorption
Hygroskopie (manchmal fälschlich als "Hydroskopie" buchstabiert) bezeichnet die Neigung von Feststoffen oder Flüssigkeiten, Wasserdampf aus der Atmosphäre anzuziehen. Diese Eigenschaft kann nicht direkt mit einer einzelnen Zahl - einem "Hygroskopizitätsindex" - charakterisiert werden, sondern man benötigt mindestens eine Adsorptionsisotherme dazu. Stoffe können auf ganz unterschiedliche Weise hygroskopisch sein: Manche, wie Zeolithe, lagern eine definierte Menge Wasser ein und bleiben ansonsten äußerlich unverändert. Andere, wie Calciumchlorid CaCl2, nehmen so lange Wasser auf, bis sie sich im aufgenommenen Wasser auflösen, wie der folgende Zeitraffer zeigt: Deliquescence of Calcium Chloride von boborama, gesehen auf Vimeo. … [Weiterlesen...]
Gerade gelesen: Was passiert eigentlich bei der Porenkondensation von Wasser in Aktivkohle?
C. L. McCallum, T. J. Bandosz, S. C. McGrother, E. A. Müller, and K. E. Gubbins, "A Molecular Model for Adsorption of Water on Activated Carbon: Comparison of Simulation and Experiment". Langmuir 1999, 15, 533 - 544 … [Weiterlesen...]
Die poröse Galerie
Auch wenn es nur wenige tun, kann man Pinterest zu mehr verwenden als nur für Bilder von Süßigkeiten und Nagelkunst. Ich habe einen Anfang gemacht und meine alte Linkliste zu schönen Bildern poröser Materialien in eine Pinwand verwandelt. Ein paar eigene Fotos sind auch dabei. Die Porengröße reicht dabei von faustgroß, wie bei einigen Felsformationen, die aussehen wie ins riesenhafte vergrößerter Bimsstein, bis hin zu Meso- und Nanoporen von Zeolithen, die man mit HRTEM (hochauflösende Transmissions-Elektronenmikroskopie) sichtbar machen kann. Ich wünsche viel Spaß mit der "Porösen Galerie", und wenn Sie Links zu schönen, "löcherigen" Bildern haben oder Ihre eigenen für die Galerie zur Verfügung stellen möchten, immer nur her damit! … [Weiterlesen...]
Zeolithe in der Abluftreinigung
Im Jahr 2011 erschien das Buch "Zeolites in Chemical Engineering", für welches ich das wissenschaftliche Lektorat durchgeführt habe. Neben einem mäßig witzigen Vorwort - in welchem ich meine Erfahrungen mit Zeolithe benutzenden Goldsuchern und Wunderheilern verarbeitet habe - stammt das Kapitel über den Einsatz von Zeolithen in der adsorptiven Abluftreinigung ebenfalls von mir. Der Verlag hat mir jetzt freundlicherweise die Genehmigung erteilt, dieses Kapitel - "Zeolites in VOC Abatement and Waste Gas Purification" - kostenlos zum Download anzubieten - was ich hiermit tue. Bei der Gelegenheit habe ich es etwas überarbeitet und ergänzt. Wer sich also entschließt, das Buch zu kaufen, soll sich nachher nicht wundern. … [Weiterlesen...]
Beurteilung der chemischen Verhältnisse bei der Auswahl der besten Abluftreinigungsmethode
(Dieser Artikel erschien zuerst 2004 in "wlb" und wurde im November 2013 aktualisiert.) Bei der Entscheidung für die optimale Abluftreinigungsmethode beginnt die Auswahl mit einer Beschreibung der Rahmenbedingungen. Daraus ergeben sich Hinweise, welches Abluftreinigungsverfahren am wirtschaftlichsten wäre. Danach bleibt jedoch noch die Frage zu klären, ob die chemischen Eigenschaften der anfallenden Stoffe das gewählte Verfahren überhaupt zulassen, oder ob mit unliebsamen Überraschungen – etwa Selbstentzündungen, unerwarteten Reaktionen oder ungenügenden Reinigungsleistungen – gerechnet werden muss. Andererseits erlauben es die chemischen Eigenschaften der abzuscheidenden Stoffe manchmal, ein alternatives, günstigeres Verfahren zu wählen. … [Weiterlesen...]