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Vergasung von Kohle mit Kernreaktorwärme
Authors: Jüntgen Harald , van Heek Karl‐Heinrich , Klein Jürgen 
Published: December 2004

AbstractBei den konventionellen Verfahren zur Kohlevergasung wird die Kohle sowohl als Rohstoff für das Gas als auch zur Erzeugung der nötigen Prozeßwärme eingesetzt. Neue Verfahrensvorschläge zielen darauf ab, für den letztgenannten Zweek Hoch‐temperatur‐Kernreaktoren einzusetzen. Dadurch spart man einen erheblichen Teil der Kohle ein und bewirkt so eine Schonung der Kohlenvorräte sowie eine verminderte CO2‐Emission. Für die technische Durchführung wurde aufgrund von Untersuchungen zur Vergasungskinetik und Wärmeübertragung das Konzept eines allothermen Gasgenerators entworfen, in dem die Helium‐Wärme über einen Zwischenkreislauf aus dem Kernreaktor auf ein Kohle/Wasserdampf‐Wirbelbett durch einen Wärmetauscher übertragen wird, der in das Wirbelbett eintaucht. Bei einer Helium‐Temperatur von 950°C können in einem Gasgenerator mit einem Wirbelbettvolumen von 318 m3 und einer Wärmetauschfläche von 4000 m2 ca. 50 t Steinkohle/h vergast werden. Das laufende Forschungs‐ und Entwicklungsvorhaben hat zum Ziel, im Jahre 1983/84 eine Demonstrationsanlage zu betreiben.
Steuerungssysteme selbstreinigender Separatoren
Authors: Hemfort Heinz 
Published: December 2004

AbstractKonstruktive und steuerungstechnische Entwicklungsarbeiten der letzten Zeit werden am Beispiel selbstreinigender Separatoren für einen Einsatz in kontinuierlichen Verfahren beschrieben. Lichtschranken und kontinuierliche Trübungsmesser zur Überwachung des Klarlaufs und Einleitung von Entleerungsabläufen werden dargestellt und Eigensteuerungssysteme, bei denen das Signal zur Entleerung selbstreinigender Trommeln direkt aus dem Feststoffraum kommt, beschrieben. Als Optimierungsmöglichkeit der Entleerung werden Hinweise auf die kontrollierte Teilentleerung und die zusätzliche Öffnungskammer für selbstreinigende Separatoren gegeben.
Überlegungen des Anlagenbauers zur Sicherheit von Anlagen und Einrichtungen bei der Berechnung, der Konstruktion und der Abnahme
Authors: Kremer Gottfried 
Published: December 2004

AbstractNur sichere Anlagen sind auch gute Anlagen. Insofern gibt es keinen Interessengegensatz bei der Auslegung der Anlagen hinsichtlich ihrer Wirtschaftlichkeit und ihrer Sicherheit. Mit den Möglichkeiten, die der Stand der Technik jeweils bietet, werden im gleichen Maße die Ausbeuten erhöht, die Durchsätze gesteigert und die Produkt‐qualität verbessert – aber auch die sichere Handhabung der Anlagen und die Einrichtungen zum Schutz der Personen. Der Anlagenbauer wird immer “sichere Technik” gestalten müssen, aber nicht seine “Technik” durch “Sicherheitstechnik” zu korrigieren haben. Es bleibt ein unvermeidliches Restrisiko, welches auch in allen anderen Bereichen menschlicher Betätigung einkalkuliert werden muß. Die Statistik der Unfälle in der chemischen Industrie beweist, daß dieses Restrisiko sehr klein ist und den Vergleich mit anderen Industriezweigen und erst recht den Vergleich mit dem Verkehr oder dem Haushalt aushält. Beim sicheren Konstruieren sind neben wissenschaftlich‐technischen Überlegungen in besonderem Maße auch die Kenntnis und die Beachtung von gesetzlichen Regelungen und Vorschriften notwendig.
Ionenaustauscher‐Membranen
Authors: Pusch Wolfgang 
Published: December 2004

AbstractNach einem kurzen Überblick über die physikalisch‐chemischen Eigenschaften von Polyelektrolyten werden die verschiedenen Arten von Ionenaustauscher‐Membranen, ihre Herstellung und ihre Charakterisierung besprochen. Ionenaustauscher‐Membranen dienen der Konzentrierung von Elektrolyt‐Lösungen, der Trennung von Elektrolyten, der Herstellung ionenspezifischer Elektroden und dem Schutz von Elektroden in elektrochemischen Zellen vor aggressiven Medien. Ferner werden Ionenaustauscher‐Membranen großtechnisch zur Salzgewinnung und Abwasseraufbereitung durch Elektrodialyse eingesetzt. Weitere Anwendungsgebiete sind die Chloralkali‐Elektrolyse und die Wasserelektrolyse.
Hochtemperatur‐Verfahrenstechnik Besonderheiten – Teilgebiete – Schwerpunkte
Authors: Günther Rudolf , Jeschar Rudolf , Pötke Wolfgang 
Published: December 2004

AbstractDie Hochtemperatur‐Verfahrenstechnik befaßt sich mit Verfahren, die teils der Chemie, teils den Silicaten und teils dem Hüttenwesen zugerechnet werden. Die stoffbedingten Unterschiede treten zurück gegenüber den Gemeinsamkeiten wie Erzeugung hoher Temperaturen, meist durch Feuerungen, Verfahrensschritte der Prozesse, Anlagenkonstruktion und Werkstoffe. Die typischen Verfahren umfassen das einfache Erwärmen ebenso wie physikalische Umwandlungen, etwa Umkristallisation, Änderungen des Spannungszustandes, Phasenumwandlung und Formgebung oder chemische Änderungen, z. B. Synthese und Spaltung, Reduktion und Oxidation u. v. a. Je nach Stoffzustand – fluid, körnig, stückig, große Festkörper —, nach Verfahren und Temperatur ergeben sich bestimmte Typen von Anlagen fast unabhängig vom verwandten Stoff. Als typische Beispiele werden das Anwenden des Wärmerohres auf Wirbelschichtöfen und die Kalksteinentsäuerung geschildert.
Zur Systematik der thermischen Trennverfahren
Authors: Grassmann Peter 
Published: December 2004

AbstractNach einigen Bemerkungen zu ein‐, drei‐ und mehrphasigen Verfahren wird eine Systematik der stationären zweiphasigen thermischen Trennverfahren vorgestellt. In ihr kann jedem Verfahren auf Grund einer nur ihm eigenen Merkmalkombination ein eindeutiger Platz zugeordnet werden. Einige Merkmalkombinationen sind jedoch aus physikalischen Gründen nicht realisierbar.
Modellierung isothermer Festbettadsorber
Authors: Richter Ekkehard , Knoblauch Karl , Jüntgen Harald 
Published: December 2004

AbstractModelling of isothermal fixed bed adsorbers. The effective adsorption velocity in porous solids is determined primarily by the adsorption equilibrium coupled with bulk diffusion, Knudsen diffusion, and surface diffusion in the particles. Adsorption and mass transport may follow different mechanisms for different combinations of gaseous (fluid) and solid phases and for different pore size distributions. For the industrially important cases models were developed and discussed for isothermal fixed bed adsorbers. The balances of the different models show different mathematical structures, so that different mathematical evaluation methods are necessary for determination of the breakthrough curve. Computed results of the models are discussed. The evaluation of the breakthrough curves is needed for parameter estimation from laboratory scale experiments and for the design of industrial adsorbers with known parameters.
Koaleszenz in vertikalen dichtgepackten Dispersionen
Authors: Hartland S. , Vohra D. K. 
Published: December 2004

AbstractCoalescence in vertical close packed dispersions. Models are presented for the description of growing, decomposing, and steady‐state dispersions. They contain the velocity of the dispersed phase V0, the initial drop diameter Φ0, the hold‐up ε, and the coalescence times between the drops τ and at the free interface, τi. The height H of a steady‐state dispersion is calculated from the equation

The values of τ and τi were determined experimentally for two liquid/liquid systems with the use of a model of a steady‐state dispersion and used for predicting growth and decomposition rates in good agreement with experiment.
Flüssigmembran‐Technik — ein zukunftweisender Extraktionsprozeß
Authors: Halwachs Werner , Schügerl Karl 
Published: December 2004

AbstractThe liquid‐membrane technique – a promising extraction process. The liquid‐membrane technique is the name given to a simultaneous extraction/stripping process by means of a selective liquid phase (liquid membrane) separating two other miscible liquids (solvent, extract phase). This review attempts to summarize the present applications of the liquid‐membrane technique, pointing out the scope and limitations of this membrane process. No industrial application of the liquidmembrane technique is yet known. Nevertheless some applications have been suggested or claimed as patents, for example the removal of weak acids such as phenol from waste water, the separation of ethylene and methane, the concentration of ions with the aid of carriers in the liquid membrane and catalytic gas/liquid oxidations (oxidation of ethylene to acetaldehyde). Further proposed applications are in the field of medical technology (artificial systems for organ assistance or replacement). The summary of applications of the liquid‐membrane technique is preceded by a general discussion of the physical properties of liquid membranes and the relevant mass transfer mechanisms for a better understanding of this novel technology.
Aufarbeitung von Fermentationsprodukten
Authors: Gerstenberg Helmut , Sittig Wolfgang , Zepf Karlheinz 
Published: December 2004

AbstractRecovery of fermentation products. Microbiological production of chemical products involves culturing of suitable microorganisms (bacteria, fungi, yeasts). The recovery or work‐up procedure employed to isolate cellular material or active components (such as secondary metabolites) depends upon whether the substances are present in the aqueous phase, in the cells, or in both. Many products are sensitive (thermolabile, pH changes) and therefore require mild recovery conditions. This article considers, from an industrial viewpoint, the principal physical and chemical recovery methods (and some combinations), special requirements and operation modes of equipment, performance and consumption data, an assessment of various recovery methods, as well as development trends, future requirements, and desirable studies. Production of foods, tissue cultures, and methods of a purely preparative nature are not considered.
Planung und Konstruktion hochkorrosionsfester Anlagen für die Thermische Verfahrenstechnik
Authors: Schulze Bernd 
Published: December 2004

AbstractDesign and construction of highly corrosion‐resistant plant for thermal processes. The demands made by the chemical and pharmaceutical industry on materials science have increased considerably in recent years. Requirements have been largely satisfied in the field of corrosion by the development of materials having special properties. Applications, properties, and new developments are illustrated in connection with the use of borosilicate glass in combination with other highly corrosion‐resistant materials, such as PTFE, graphite, steel/enamel, titanium, tantalum, etc.
Begasen höherviskoser Flüssigkeiten
Authors: Henzler Hans‐Jürgen 
Published: December 2004

AbstractAeration of relatively viscous liquids. The article considers the flooding point and stirrer performance, as well as mass transfer in agitator vessels and bubble columns, in relatively viscous (aqueous glucose and glycerol solutions as well as millet broth) and non‐Newtonian liquids (aqueous CMC and PAA solutions). Numerous experimental results published in the available literature and several obtained by the author provide a basis for these considerations. All the experimental results are presented in the framework of similarity theory. Thus it also proves possible to present the kLa values in sorption characteristics. In order to achieve this aim, a representative viscosity is introduced for non‐Newtonian liquids, both in agitator vessels and in bubble columns. The comprehensive and comparative account reflects the current state of the art. Design data and dimensioning criteria are given for certain systems and working ranges. Comparison between agitator vessels and bubble columns on the basis of the design data derived permits predictions to be made regarding the suitability of various articles of equipment. Some of the results have already been reported [1].
Verfahren zum Sichtbarmachen von Gasströmungen
Authors: Kottke Volker 
Published: December 2004

AbstractTechniques for the visualization of gas flow. Flow processes with separation on surfaces of any shape can be calculated only in isolated cases. Thus, owing to the considerable technical and economic significance of flow processes particular importance attaches to techniques for their visualization as well as for their measurement. The complex variety of flow processes on flow past or through objects requires simple fast methods usable without any great amount of know‐how. Most flow visualization techniques are based on basic process engineering processes. These techniques are surveyed, as they apply to incompressible gas flow. They can be divided into three categories, depending upon whether the entire flow field, the flow adjacent to the boundary layer, or the effects of flow processes on a solid wall (wall effects) are to be visualized. Significant advances have been made in techniques for the visualization of wall effects, which are reported here.
Strategien kinetischer Experimente mit desaktivierenden Katalysatoren
Authors: Löwe Arno 
Published: December 2004

AbstractStrategies of kinetic experiments with decaying catalysts. Rate expressions for solid‐catalyzed gas‐phase reactions may be misleading, useless, or at least incomplete, unless they cover the changing catalyst activity and selectivity. To prepare the ground for complete kinetic modelling of such systems, concentration‐controlled rate measurements in gradient‐free reactors appear the most appropriate method. They allow uncoupling of concentration and activity effects upon the rates. Based on this possibility, strategies have been developed for testing the rate laws, prior to modelling them, for separability into reaction and deactivation terms. Not only in connection with such strategies, but also apart from any catalyst decay, concentration control allows decomposing reaction networks into smaller and more amenable subsets by adjustment of partial equilibrium, as well as carrying out rate measurements at selected concentrations, i. e. according to experimental designs.
Anlagenplanung und Anlagenbau für die Rohstoffversorgung der chemischen Industrie
Authors: Ochel Klaus‐Peter , Schaefer Rolf 
Published: December 2004

AbstractEs wird ein kurzer Überblick über die in Deutschland von der Kohlechemie bestimmte Entwicklungsgeschichte der chemischen Industrie sowie über die darauf folgende Verwendung von Erdöl als Rohstoff gegeben. Im Anschluß daran werden die bisherigen Entwicklungen hinsichtlich der Versorgung der Bayer AG mit Chemierohstoffen in Form von petrochemischen Grundstoffen und Petrochemikalien sowie der in diesem Zusammenhang erfolgte Anlagenbau bei der 1957 gegründeten Bayer‐BP‐Tochtergesellschaft EC Erdölchemie GmbH behandelt. Besondere Berücksichtigung findet dabei die mit Investitionen von ca. 900 Mio. DM in den Jahren 1975 bis 1979 durchgeführte EC‐Ausbauphase. Abschließend wird auf internationale Entwicklungstendenzen im Anlagenbau eingegangen, die vor allem durch die seit der ersten Ölkrise Ende 1973 ständig stark steigenden Erdölpreise ausgelöst worden sind.
Integrierte Rechnerunterstützung für Aufgaben der thermischen Verfahrenstechnik am Beispiel des VTPLAN‐Systems
Authors: Nagel Siegfried 
Published: December 2004

AbstractEs besteht oft ein Mißverhältnis zwischen der technischwissenschaftlichen Leistungsfähigkeit verfahrenstechnischer Programme und dem wenig praxisorientierten Stil, in dem sie zur Benutzung angeboten werden. Als Ausweg bietet sich ein Systemk onzept an, in dem Programme, Datenbanken und Hardware aufeinander abgestimmt und einheitlich benutzbar eingesetzt werden. In diesem Konzept kooperieren die verschiedenen Systemteilnehmer – Datenbank‐Verwaltung, Software‐Gruppe und Anwenderkreis –, indem sie sich auf ihren spezifischen Aufgabenbereich konzentrieren und im übrigen miteinander im ständigen Erfahrungsaustausch stehen. Auf der Entwicklerseite bietet sich hier die Chance zur Rationalisierung der Software‐Produktion und zur Kontinuität ihrer Wartung, auf der Anwenderseite die Chance zum routinemäßigen Einsatz bei einem Minimum an DV‐Kenntnissen. Eine weitgehende Realisierung dieses Konzepts wird an einem System dargestellt, das unter dem Namen VTPLAN bei der Bayer AG entwickelt wurde und sich seit 1978 in der Anwendungspraxis bewährt.
Technische Regeln für druckführende Bauteile — Basis und Hintergründe
Authors: Gerlach Heinz‐Dieter 
Published: December 2004

AbstractEs werden die sicherheitstechnischen Grundlagen für die deutschen Druckbehälterregeln erläutert. Der Schwerpunkt liegt dabei auf der Werkstoffauswahl, der Konstruktion, der Herstellung und der Prüfung. Die AD‐Merkblätter, die nunmehr technische Regeln im Sinne der Druckbehälterverordnung darstellen, sind primär unter der Zielsetzung der Sicherheit für den Normalbetrieb konzipiert worden. Mögliche Versagensarten werden im Zusammenhang mit Berechnungsaspekten diskutiert. Dabei wird im Detail gezeigt, wie die AD‐Merkblätter das inelastische Werkstoffverhalten berücksichtigen. Außerdem wird ein Vergleich zwischen den deutschen Regeln und dem ASME‐Code durchgeführt. Dieser Vergleich zeigt, daß sich in Deutschland wegen höherer zulässiger Spannungen vielfach geringere Wanddicken ergeben. Diese werden jedoch durch umfangreiche Prüfungen während der Fertigung und im Betrieb kompensiert.
Destillation, Absorption, Extraktion — Gibt es noch Forschungsaufgaben?
Authors: Molzahn Martin , Wolf Dieter 
Published: December 2004

AbstractDie Verfahren der thermischen Stofftrennung sind seit mehr als einem halben Jahrhundert Gegenstand wissenschaftlicher Untersuchungen. Kenntnis und Beherrschung ihrer Grundlagen und ihrer Ingenieurtechniken haben daher einen Stand erreicht, wie ihn nur wenige andere Grundverfahren aufweisen können. Dennoch stößt der auf dem Gebiet der „Thermischen Zerlegung von Stoffgemischen”︁ tätige Ingenieur auch heute noch immer wieder auf Hindernisse und ungeklärte Fragestellungen, sei es bei den Phasengleichgewichten, bei der Fluiddynamik oder beim Stoffübergang.
Einsatz und Verfahrenstechnik der anaeroben Abwasserreinigung
Authors: Sixt Helmut 
Published: December 2004

AbstractAnaerobe Verfahren eignen sich für viele Abwässer mit hohen organischen Verschmutzungen. Die Entwicklungen durch neue naturwissenschaftliche Erkenntnisse lassen hoffen, daß der Einsatz energiesparender Anaerob‐Anlagen größer wird, da durch Verkürzung der Faulzeiten der Volumenbedarf und damit die Investitionen geringer werden. Neben der Energieeinsparung für den Sauerstoff‐Eintrag bei aeroben Verfahren fällt bei anaeroben Prozessen zusätzlich energiereiches Biogas an, das vielfältig genutzt werden kann. Die Frage nach der Verfahrenstechnik, Bemessung und richtigen Belastung wird die Wissenschaft in Zukunft bei der Erforschung der Stoffwechselleistungen unter Betriebsbedingungen einer Kläranlage noch erheblich in Anspruch nehmen.
Über den Stand der wissenschaftlichen Grundlagen zur Auslegung von Kontakttrocknern für grobkörniges, rieselfähiges Trocknungsgut
Authors: Schlünder Ernst‐Ulrich 
Published: December 2004

AbstractEine erforderliche Grundlage zur Auslegung von Kontakttrocknern sind Trocknungsverlaufskurven. Eine Analyse gemessener Trocknungsverlaufskurven für grobkörniges, rieselfähiges und mechanisch durchmischtes Trocknungsgut zeigt, daß der Wärmeübergang zwischen Kontaktheizfläche und Trocknungsgut, die Wärmeleitung im aufgeschütteten Trocknungsgut und die Intensität der Trockengutdurchmischung die äußeren Trocknungsbedingungen für das Einzelpartikel des Trockengutes bestimmen. Diese zusammen mit der Trocknungsverlaufskurve des Einzelpartikels ergeben die Trocknungsverlaufskurve des mechanisch durchmischten Trocknungsgutes. Es wird gezeigt, welche der physikalischen Einflußgrößen heute berechenbar sind, welche in jedem Einzelfall gemessen werden müssen und wie man Messung und Rechnung zusammenfügen muß, um mit minimalem Versuchsaufwand Kontakttrockner auslegen zu können.
Polymerwirkung in Strömungen – Mechanismen und praktische Anwendungen
Authors: Durst Franz , Haas Raimund , Interthal Werner , Keck Theo 
Published: December 2004

AbstractInfluence of polymers on the flow of liquids – mechanisms and practical uses. The effect of high polymer additives in laminar and turbulent flow is presented. The publication shows that just a few ppm of high molecular substances can drastically alter the properties of flowing systems when these flows exhibit regions of high expansion rates. The effect of polymers in laminar flow leads to an increase in pressure drop compared to the flow of Newtonian media. In turbulent flow, on the other hand, use of high polymers reduces the pressure drop. The article shows that both the increase and the decrease in pressure drop can be attributed to the same molecular effects. Potential applications of high polymer additives (polyarylamides) in technical flow systems are described, and their benefits discussed.
Die diskontinuierliche Zentrifuge als Betriebssystem in der Chemischen Industrie
Authors: Simon Eberhard 
Published: December 2004

AbstractDiscontinuous centrifuges as operating systems in the chemical industry. Centrifuges are machines with rotors as working spaces in which the relative concentrations in mixtures of substances can be modified. Batch operating centrifuges are particularly suitable for this purpose when high demand on quality are made with regard to separation and purity of the substances separated or when the material parameters are subject to variation. The construction permits optimum adaptation to all operating parameters. The structural components for basic and additional functions have achieved a high standard of technical maturity and some have be specified in proven DIN standards. Centrifuges are particularly suitable for use as components of combined mechanical‐thermal demoisturing plants. The technology of the drive systems of centrifuges and the control systems for conducting the process and for safety purposes utilize advanced hydraulics, pneumatics and electronics. Numerous materials of construction are available, including highly corrosion‐resistant metals and alloys and those bearing a corrosion‐resistant protective layer. The choice and utilization of a particular structural form are determined by the specific operational behaviour on filling, washing of the filter cake residual moisture content attainable, output of solids, demoisturizing capacity, industrial hygiene aspects of sealing during demoisturization and on output, optimum arrangement of the centrifuge in the overall plant, as well as costs of acquisition, installation and operation. Safety features are of particular importance in view of the large amount of energy stored and the possibility of operating with flammable liquids. On the basis of systematic analyses of the sources of danger, constructive measures and systems have been developed for the avoidance of explosion and fire which ensure safe operation of centrifuges.