Projektierungskurs
2015

Gruppe 8 - Alternative Formgebung

Richard Weiß, Tobias Klima, Michael Harms, Andreas Knerr,
Susanne Lind, Kerstin Arnold

Für heterogen katalysierte Reaktionen werden Formkörper benötigt. Die Arbeit soll alternative Verfahren zur Produktion dieser Katalysatorpellets aufzeigen. Das Hauptaugenmerk liegt auf einem Verfahren zur Formgebung, das untersucht und ausgelegt werden soll. Des Weiteren wird eine Übersicht über Kalzinierverfahren und verwendete Apparate aufgezeigt.

Die Formgebung der Katalysatorpellets findet im Anschluss an den Ionentausch statt. Die Grünkörper werden danach an die Kalzination weitergegeben. Dort wird das Bindemittel ausgehärtet und der Katalysator wird in die H-Form überführt.


Gruppe 9 - Feststoffhandling

Yang Xiang, Chenhua Zheng, Katharina Weisel, Claudia Spielvogel,
Thomas Meincke

Nach erfolgreicher Kristallisation der Zeolithe ist eine Trennung der Kristalle von der Mutterlauge notwendig. Für diese Fest-Flüssig-Trennung sollen unterschiedliche Typen von Filterpressen miteinander verglichen werden. Die Größe von Zeolithkristallen liegt im Bereich von 0,1 bis 20 µm. Des Weiteren ist ein alternatives, kontinuierliches Trennverfahren wünschenswert. Die Zeolithe sollen im Anschluss daran mit möglichst minimalem Wasserbedarf gewaschen werden. Sowohl die Mutterlauge als auch das Waschwasser werden in den folgenden Prozessen der Abwasseraufreinigung aufbereitet. Die abgetrennten Zeolithe werden danach in der ersten thermischen Behandlung getrocknet und vom Templat (TPA) befreit.


Gruppe 10 - Wärmebereitstellung

Christopher Beier, Marina Zwack, Bernhard Neupert, Michael Hübner,
Dominik Müller

Bei der Herstellung von Zeolithkatalysatoren wird bei verschiedenen Prozessschritten Wärme (teilweise diskontinuierlich) benötigt. Ebenso fällt an verschiedenen Stellen Abwärme an. Die benötigten Wärmemengen können teilweise durch an anderer Stelle anfallende Abwärme gedeckt werden. Ist dies nicht möglich, so sind die erforderlichen Heizleistungen durch möglichst wirtschaftliche Verfahren bereit zu stellen. Ebenso ist zu prüfen, ob nicht benötigte Abwärmen noch sinnvoll zur Dampfproduktion bzw. Verstromung genutzt werden können.

Dabei liegt der Fokus auf der Bestimmung des zusätzlichen Wärmeverbrauchs durch die diskontinuierliche Wärmezufuhr und den CO2-Emissionen des gesamten Standorts. Gleichzeitig ist auch auf die am Standort verfügbare Infrastruktur wie z.B. Dampfschienen Rücksicht zu nehmen.


Gruppe 11 - Abgasbehandlung

Daniel Höftberger, Jan Somboonvang, Holger Bachmann, Musab Abssi, Kangming Wang

Je nach Verfahrensart, Rezeptur und Einsatz spezieller Hilfsstoffe wie Flockungs- und Fluidisierungsmittel können bei der Zeolith-Synthese verschiedene Abgase entstehen.

Da bereits in der vorgegebenen Rezeptur die Verwendung des Templats TPA (Tetra-propylammoniumbromid) vorgeschrieben ist, wird eine Abgasbehandlung nötig. TPA besteht aus Bromid und Kohlenwasserstoffketten (Propylreste) gebunden an ein Stickstoffatom. Je nach Verfahrensart (inert/oxidativ) ist mit unterschiedlichen Kohlenwasserstoffen (v.a. Propen), Stickstoffspezies (Ammoniak/Stickoxide) und organischen Derivaten (Amine) zu rechnen.

Kohlenwasserstoffe (v.a. Carbonsäuren und -oxide) entstehen in diesem Verfahrensmodell auch als Zersetzungsprodukt des Flockungsmittels (Celluloseether).

Zusätzlich zum Ammoniak, das bei der Zersetzung des TPAs entstehen kann, ist auch durch den Desorptionsschritt nach dem Ionentausch Ammoniak im Abgas zu erwarten. Deshalb wird nicht nur eine Beseitigung sondern auch eine mögliche Rückführung des Ammoniaks betrachtet.


Gruppe 12 - Wärmeverbund

Richard Weiß, Tobias Klima, Michael Geißelbrecht,
Lara Berkhan, Susanne Lind, Anna-Lena Merten, Christian Schwarz

Im Rahmen des Projektierungskurses wird unter anderem die Optimierung und Koordination des Energiehaushaltes der Gesamtanlage durchgeführt. Hierbei ist es besonders wichtig vorhandene Wärmeströme sinnvoll zu vernetzen und die von außen zuzuführende Energie und damit den CO2-Footprint zu minimieren. Ein besonderes Augenmerk liegt hierbei auf dem Transport und der Abkühlung des Feststoffs nach der Kalzinierung.

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