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...]
Monte-Carlo-Simulation für Arme, Teil I
Monte-Carlo - das klingt zunächst mehr nach Glücksspiel als nach Mathematik. Tatsächlich hat die Monte-Carlo-Simulation ihren Namen von dem für seine Spielbanken bekannten Ort am Mittelmeer. Es ist eine in den 40er Jahren entwickelte Technik der Vorhersage oder Risikoanalyse mit stochastischen Mitteln. Auch als Alternative zur analytischen Lösung mathematischer Probleme kann die Methode eingesetzt werden, man bekommt dann eine Annäherung. Wie es funktioniert, zeigt beispielhaft die Abschätzung der Zahl π. … [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...]
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...]
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...]
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...]
Tagung „Moderne Abluftreinigungsverfahren“ im Haus der Technik Essen, 15. – 16. März 2016
Abluftreinigung kann schmerzhaft sein, vor allem, wenn stark verdünnte, große Luftströme behandelt werden müssen. Manche Abluft-reinigungsanlage wird selbst zur CO2-Schleuder, wenn einfach mit Sekundärenergie ergänzt wird, was der Abluftstrom nicht selbst enthält. Die nächste Tagung Moderne Abluftreinigungsverfahren im Haus der Technik in Essen konzentriert sich vor allem auf die Grenzbereiche der Abluftreinigung - verdünnte VOC-Ströme und Gerüche, für die die direkte Nachverbrennung vor allem aus energetischer Sicht eine schlechte Wahl ist. Dabei gibt es zwei grundsätzliche Ansätze - entweder man konzentriert den Abluftstrom, oder man wählt eine Technik, die bei geringem Energieverbrauch mit den hohen Verdünnungen zurechtkommt. Zu beiden Ansätzen gibt es Vorträge zu hören, von einigen der … [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...]
Nicht zum Lachen: Lachgas
Distickstoffmonoxid, N2O, mit Trivialnamen Lachgas, ist seit einigen Jahren als Klima- und Ozonkiller bekannt. Als solches bekannt ist das farblose, relativ stabile, süßlich riechende Gas schon seit Mitte des 19. Jahrhunderts. Durch seine schmerzlindernden, betäubenden Eigenschaften wurde es (und wird in geringerem Umfang immer noch) als Narkosegas eingesetzt. Wie es den Trivialnamen "Lachgas" bekommen hat, ist nicht ganz klar, den man beginnt nach dem Inhalieren keineswegs schallend zu lachen. Es wirkt leicht berauschend und verwirrend und hat deswegen in manchen Kreisen auch als Partydroge seinen Auftritt. Seine Bedeutung als Klimakiller ist, wie so vieles andere, indirekt der Überbevölkerung geschuldet. … [Weiterlesen...]