Laboratory of Reaction and Fluid Process Engineering

Untersuchung von reaktiven, mehrphasigen Verfahren

Ein wichtiger Schwerpunkt der Arbeit des LRFs besteht in der Untersuchung reaktiver mehrphasiger Verfahren. z.B.:

  • Heterogenkatalysierte Gas-Flüssig-Reaktionen im Rieselbett
  • Synthesen von stofftransportlimitierten Gas-flüssig Systemen in Strahlschlaufenreaktoren
  • Synthesen von organisch-wässrigen Systemen in Rührkesselreaktoren
  • Reaktivabsorption zur Aufreinigung CO2-haltiger Abgasströme
  • Reaktivdestillationsverfahren zur Optimierung gleichgewichtslimitierter Synthesen.

Ziel ist es dabei für einen gegebenes Verfahren das optimale Design und die optimalen Betriebsbedingungen zu erfassen, so dass u.a. folgende Punkte erreicht werden können:

  • geringer Energiebedarf (z.B. Rührerleistung)
  • stabiler Betrieb in einem breiten Prozessfenster (toleranter Prozess)
  • gute Selektivität zu den Zielprodukten

Um diese Ziele erreichen zu können, ist es notwendig, ein umfassendes Verständnis der ablaufenden (Teil)Prozesse zu generieren. Insbesondere muss der Einfluss der Apparategröße auf die ablaufenden Prozesse verstanden werden, um ein verlässliches Scale-up vom Labor- zum Produktionsmaßstab durchführen zu können.

Beispiele für am LRF untersuchte Prozesse sind:

  • Zusammenspiel zwischen internem Strömungsverhalten und Stoff- und Wärmetransport
  • Einfluss der Stoffdaten der komplexen Mischungen (z.B. Gaslöslichkeit, Viskosität) auf den Prozess
  • Einfluss der internen Konzentration- und Temperaturprofile auf den Umsatz und die Selektivität

Um die oben dargestellten Fragestellungen beantworten zu können, bedienen wir uns am Lehrstuhl einer großen Anzahl unterschiedlichster experimenteller Methoden, von denen wir viele selber entwickeln. Ein weiterer Schwerpunkt ist die Entwicklung geeigneter Modelle und Simulationsstrategien für die untersuchten Prozesse. Als Beispiele können genannt werden:

  • Aufklärung komplexer Reaktionsnetzwerke und -kinetiken mittels in-situ Prozessanalytik → Link
  • Entwicklung und Anwendung bildoptischer Messtechnik zur Untersuchung komplexer disperser Strömungen → Link
  • Entwicklung von Modellen zur Beschreibung interner Strömungsphänomene in mehrphasigen Reaktoren → Link
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