Seminar Gasabsorption in Chemie und Umwelttechnik

Die Absorption von Gasen in Flüssigkeiten spielt sowohl in der Chemischen Verfahrenstechnik, der Bioverfahrenstechnik als auch bei der Reinigung von Gasen, Rauchgasen und Abgasen eine herausragende Rolle. Beispiele hierfür sind die Synthese von Terephthalsäure durch partielle Oxidation von p-Xylen, die Absorption von Ammoniak und Kohlenstoffdioxid in wässriger Phase zur Harnstoffsynthese, die Entfernung von Kohlenstoffdioxid aus Synthesegas, die Rauchgasreinigung, die Entfernung von Kohlenstoffdioxid aus Rauchgasen, die aerobe Fermentation und die Abwasserreinigung.

Apparate zur Absorption von Gasen in Flüssigkeiten lassen sich nicht auf Basis einfacher idealer Reaktormodelle auslegen. Bei diesen Gas/Flüssig-Reaktoren sind die chemischen Reaktionen untrennbar an den Transport von Wärme und Stoff gekoppelt. Die getrennte experimentelle Untersuchung und Beschreibung der Transportvorgänge und der chemischen Reaktionen ist wesentlich für eine erfolgreiche Maßstabsvergrößerung und Optimierung dieser bedeutenden Grundoperation.

Das Seminar beginnt mit den Grundlagen der Thermodynamik von Phasengleichgewichten, des Wärme- und Stofftransports und der Reaktionskinetik. Anhand konkreter Beispiele werden sowohl reaktionstechnische Erfahrungsregeln, als auch detaillierte Modellvorstellungen und dazu passende Berechnungsmethoden zur Auslegung und Maßstabsvergrößerung von Absorbern vermittelt. Die Berechnungsmethoden werden mit Excel-Tabellen anhand konkreter Beispiele erläutert.

Inhalt
Stöchiometrie chemischer Reaktionen
Chemisches Gleichgewicht
Phasengleichgewicht
Reaktionskinetik und Geschwindigkeitsgesetze
Modelle zur Beschreibung idealer chemischer Reaktoren
Grundlagen des Wärme- und Stofftransports
Physikalische Absorption
Chemische Absorption
Desorption, Regeneration der Waschflüssigkeit
Laborapparaturen zur Messung von Stoffübergangskoeffizienten
Berechnung von Stoffübergangskoeffizienten
Modelle zur Beschreibung von Gas/Flüssig-Reaktionen
Hydrodynamische Auslegung von Absorbern
Blasenbildung, Energieeintrag und Druckverlust
Rührerleistung begaster Rührwerksbehälter
Reaktoren und Reaktorauswahl für Gas/Flüssig-Reaktionen
Dimensionierung von Apparaten zur Gasabsorption und für Gas/Flüssig-Reaktionen

Zielsetzung
Ziel des Seminars ist ein intensiver Wissens- und Erfahrungstransfer zur Auslegung und Maßstabsvergrößerung von Apparaten für den Stoffübergang zwischen Gasen und Flüssigkeiten mit und ohne chemische Reaktion. Die Teilnehmer erwerben ein vertieftes Verständnis für die Kopplung von Stofftransport und chemischen Reaktionen und für das Zusammenspiel von Hydrodynamik und Reaktionskinetik. Sie lernen, die „richtigen Fragen“ zu stellen, um für den konkreten Anwendungsfall den geeigneten Absorber auswählen zu können. Sie erwerben die Grundlagen für ein arbeitsfähiges Fachwissen, um Gas/Flüssig-Reaktoren auszulegen, im Maßstab zu vergrößern und deren Betriebsverhaltens zu analysieren.

Teilnehmerkreis
Verfahrenstechniker, Chemieingenieure, Bioverfahrenstechniker und Chemiker aus allen Bereichen der Industrie, die mit Analyse, Auslegung, Maßstabsvergrößerung, Betrieb oder Verkauf von Absorbern oder Gas/Flüssig-Reaktoren zu tun haben.
Die Teilnehmer werden gebeten, ein Notebook mit MS-Excel mitzubringen.