Verfügbarkeit: Untersuchungen zum Potenzial periodisch offenzelliger Strukturen als alternative Katalysatorträger für exotherme Reaktionen

Untersuchungen zum Potenzial periodisch offenzelliger Strukturen als alternative Katalysatorträger für exotherme Reaktionen:

Gespeichert in:

Bibliographische Detailangaben
1. Verfasser:	Busse, Corinna (VerfasserIn)
Format:	Abschlussarbeit Buch
Sprache:	German
Veröffentlicht:	Erlangen FAU University Press 2020
Schlagworte:	Rapid Prototyping > Fertigung Trägerkatalysator Festbettreaktor Exotherme Reaktion Trägersubstanz Wärmeübertragung Vielzellwerkstoff Reaktionstechnik strukturierte Reaktoren Wärmetransport Verfahrenstechnik Hochschulschrift
Online-Zugang:	Volltext Volltext Volltext Volltext Inhaltsverzeichnis
Beschreibung:	x, 286 Seiten Illustrationen, Diagramme 21 cm x 14.8 cm, 578 g
ISBN:	9783961473526 3961473528
DOI:	10.25593/978-3-96147-353-3

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adam_text	INHALTSVERZEICHNIS SYMBOL- UND ABKUERZUNGSVERZEICHNIS .......................................... V 1 EINLEITUNG ........................................................................... I 2 GRUNDLAGEN ........................................................................ 7 2.1 PERIODISCH OFFENZELLIGE STRUKTUREN ALS ALTERNATIVE KATALYSATORTRAEGER ............................................................... 7 2.1.1 VORTEIL OFFENZELLIGER STRUKTUREN GEGENUEBER KLASSISCHEN SCHUETTUNGEN ...................................................................... 7 2.1.2 HERSTELLUNGSVERFAHREN FUER POCS ..................................... 11 2.1.3 MORPHOLOGIE UND TRANSPORTEIGENSCHAFTEN VON OFFENZELLIGEN STRUKTUREN .................................................. 17 2.2 WAERMETRANSPORT IN FESTBETTREAKTOREN ........................... 26 2.2.1 MODELLE ZUR BESCHREIBUNG DES WAERMETRANSPORTS ........ 27 2.2.2 WAERMETRANSPORT IN OFFENZELLIGEN STRUKTUREN ............... 33 2.2.3 VERGLEICH DES WAERMETRANSPORTS IN STRUKTUREN UND SCHUETTUNGEN ..................................................................... 52 2.3 FUNKTIONALISIERUNG UND VERWENDUNG VON STRUKTUREN ALS KATALYSATORTRAEGER ........................................................ 53 2.3.1 FUNKTIONALISIERUNG VON STRUKTUREN ............................... 54 2.3.2 STRUKTUREN IN KATALYTISCHEN ANWENDUNGEN .................. 58 2.4 MODELLREAKTION: PARTIELLE OXIDATION VON METHANOL ZU FORMALDEHYD .................................................................... 67 2.4.1 PROZESSBESCHREIBUNG UND TYPISCHE REAKTIONSBEDINGUNGEN ................................................... 67 2.4.2 KATALYTISCHER ZYKLUS UND KATALYSATORDESAKTIVIERUNG ... 71 2.4.3 REAKTIONSNETZWERK UND KINETISCHE MODELLE ................. 74 2.4.4 ANSAETZE ZUR PROZESSINTENSIVIERUNG ................................ 76 3 AUFGABENSTELLUNG ............................................................. 79 4 METHODENENTWICKLUNG UND MATERIALAUSWAHL ............. 83 4-I HERSTELLUNG UND CHARAKTERISIERUNG VON POCS .............. 83 4.1.1 KONSTRUKTION UND HERSTELLUNG VON POCS ..................... 83 4.1.2 UEBERSICHT DER VERWENDETEN POCS ................................. 85 4.1.3 MORPHOLOGISCHE CHARAKTERISIERUNG VON POCS ............. 87 4.2 BESTIMMUNG DER WAERMETRANSPORTEIGENSCHAFTEN VON POCS .................................................................................. 91 4.2.1 AUFBAU DER TESTSTAENDE UND VERSUCHSDURCHFUHRUNG .... 91 4.2.2 BESTIMMUNG WAERMETRANSPORTEIGENSCHAFTEN ................ 95 4.3 KATALYSATORSYNTHESE UND KATALYTISCHE BESCHICHTUNG.. 102 4.3.1 SYNTHESE DES EISEN-MOLYBDAEN-OXIDS ........................... 102 4.3.2 ENTWICKLUNG EINER BESCHICHTUNGSPROZEDUR ................. 103 4.3.3 EINFLUSSGROESSEN AUF DIE TAUCHBESCHICHTUNG ................ 106 4.4 PARTIELLE OXIDATION VON METHANOL ZU FORMALDEHYD ... 107 4.4.1 VERSUCHSANLAGE ZUR PARTIELLEN OXIDATION VON METHANOL ........................................................................ 107 4.4.2 UEBERSICHT DURCHGEFUHRTER ANLAGENVERSUCHE ................ 117 4.4.3 MODELLIERUNG DER REAKTIONSKINETIK UND AUSWERTUNG POLYTROPER MESSUNGEN ................................................... 123 5 MORPHOLOGISCHE EIGENSCHAFTEN VON POCS ................... 129 5.1 OBERFLAECHENSTRUKTUR DER POCS .................................... 130 5.2 POTENZIALE UND LIMITIERUNGEN BEI DER HERSTELLUNG VON POCS ......................................................................... 132 5.3 HYDRAULISCHE UND TOTALE POROSITAET ................................ 135 5.4 SPEZIFISCHE OBERFLAECHE ................................................... 137 5.5 ZUSAMMENFASSUNG .......................................................... 139 6 WAERMETRANSPORTEIGENSCHAFTEN VON POCS ................... 141 6.1 EINFLUSSGROESSEN AUF DEN WAERMETRANSPORT ..................... 141 6.1.1 MATERIAL DES FESTSTOFFS ................................................... 141 6.1.2 MORPHOLOGIE DER STRUKTUR ............................................. 144 6.1.3 WANDANBINDUNG DER STRUKTUR ...................................... 148 II 6.2 VERGLEICH MIT KORRELATIONEN AUS DER LITERATUR .............. 152 6.2.1 EFFEKTIVE RADIALE WAERMELEITFAEHIGKEIT ............................ 152 6.2.2 WANDWAERMEUEBERGANG .................................................... 158 6.3 VERGLEICH DER TRANSPORTEIGENSCHAFTEN VON POCS MIT ANDEREN TRAEGERN .............................................................. 161 6.4 ZUSAMMENFASSUNG .......................................................... 167 7 KATALYTISCHE BESCHICHTUNG VON POCS ......................... 169 7.1 EIGENSCHAFTEN DES EISEN-MOLYBDAEN-OXID- KATALYSATORS .................................................................... 169 7.2 ENTWICKLUNG EINER BESCHICHTUNGSSTRATEGIE .................. 173 7.2.1 VERMAHLEN DES KATALYSATORS ........................................... 173 7.2.2 HOMOGENITAET UND STABILITAET DER BESCHICHTUNG ........... 174 7.2.3 ENTWICKELTE BESCHICHTUNGSMETHODE ............................ 178 7.3 EINFLUSSGROESSEN AUF DIE TAUCHBESCHICHTUNG ................ 179 7.4 ZUSAMMENFASSUNG .......................................................... 187 8 POCS ALS KATALYSATORTRAEGER FUER DIE PARTIELLE OXIDATION VON METHANOL ................................................................. 189 8.1 ISOTHERME VERSUCHSFUEHRUNG UND KINETISCHE MODELLIERUNG .................................................................. 189 8.1.1 IDENTIFIZIERUNG GEEIGNETER TRAEGERMATERIALIEN ............. 189 8.1.2 INTERNE STOFFTRANSPORTLIMITIERUNG ................................. 192 8.1.3 KATALYSATORDESAKTIVIERUNG ............................................ 194 8.1.4 KINETISCHE MESSUNGEN .................................................. 195 8.1.5 KINETISCHE MODELLIERUNG ............................................... 200 8.1.6 ZUSAMMENFASSUNG ......................................................... 203 8.2 POLYTROPE VERSUCHSFUEHRUNG ........................................... 203 8.2.1 EINFLUSS DER BETRIEBSBEDINGUNGEN AM BEISPIEL DER FESTBETTSCHUETTUNG .........................................................204 8.2.2 EINFLUSS DER EIGENSCHAFTEN VON POCS AUF DIE WAERMEDISSIPATION .........................................................209 8.2.3 VERGLEICHENDE BETRACHTUNG DER KATALYSATORTRAEGER .... 213 8.2.4 ZUSAMMENFASSUNG ......................................................... 223 III 8.3 WEITERFUEHRENDE MOEGLICHKEITEN ZUR PROZESSINTENSIVIERUNG MITTELS POCS ........................... 224 8.3.1 OPTIMALE BETRIEBSBEDINGUNGEN .................................... 224 8.3.2 KOMBINATION AUS POCS UND SCHUETTUNG ...................... 227 8.3.3 OPTIMIERUNG DER STRUKTURGEOMETRIE ............................ 231 8.3.4 ZUSAMMENFASSUNG ......................................................... 236 9 ZUSAMMENFASSUNG ......................................................... 239 10 LITERATUR .........................................................................246 ANHANG A EIGENSCHAFTEN DER OFFENZELLIGEN STRUKTUREN . 271 ANHANG B OXIDATION (ANLAGE UND MODELLIERUNG) .......... 273 ANHANG C VERWENDETE ANALYSENMETHODEN ....................286 IV
adam_txt	INHALTSVERZEICHNIS SYMBOL- UND ABKUERZUNGSVERZEICHNIS . V 1 EINLEITUNG . I 2 GRUNDLAGEN . 7 2.1 PERIODISCH OFFENZELLIGE STRUKTUREN ALS ALTERNATIVE KATALYSATORTRAEGER . 7 2.1.1 VORTEIL OFFENZELLIGER STRUKTUREN GEGENUEBER KLASSISCHEN SCHUETTUNGEN . 7 2.1.2 HERSTELLUNGSVERFAHREN FUER POCS . 11 2.1.3 MORPHOLOGIE UND TRANSPORTEIGENSCHAFTEN VON OFFENZELLIGEN STRUKTUREN . 17 2.2 WAERMETRANSPORT IN FESTBETTREAKTOREN . 26 2.2.1 MODELLE ZUR BESCHREIBUNG DES WAERMETRANSPORTS . 27 2.2.2 WAERMETRANSPORT IN OFFENZELLIGEN STRUKTUREN . 33 2.2.3 VERGLEICH DES WAERMETRANSPORTS IN STRUKTUREN UND SCHUETTUNGEN . 52 2.3 FUNKTIONALISIERUNG UND VERWENDUNG VON STRUKTUREN ALS KATALYSATORTRAEGER . 53 2.3.1 FUNKTIONALISIERUNG VON STRUKTUREN . 54 2.3.2 STRUKTUREN IN KATALYTISCHEN ANWENDUNGEN . 58 2.4 MODELLREAKTION: PARTIELLE OXIDATION VON METHANOL ZU FORMALDEHYD . 67 2.4.1 PROZESSBESCHREIBUNG UND TYPISCHE REAKTIONSBEDINGUNGEN . 67 2.4.2 KATALYTISCHER ZYKLUS UND KATALYSATORDESAKTIVIERUNG . 71 2.4.3 REAKTIONSNETZWERK UND KINETISCHE MODELLE . 74 2.4.4 ANSAETZE ZUR PROZESSINTENSIVIERUNG . 76 3 AUFGABENSTELLUNG . 79 4 METHODENENTWICKLUNG UND MATERIALAUSWAHL . 83 4-I HERSTELLUNG UND CHARAKTERISIERUNG VON POCS . 83 4.1.1 KONSTRUKTION UND HERSTELLUNG VON POCS . 83 4.1.2 UEBERSICHT DER VERWENDETEN POCS . 85 4.1.3 MORPHOLOGISCHE CHARAKTERISIERUNG VON POCS . 87 4.2 BESTIMMUNG DER WAERMETRANSPORTEIGENSCHAFTEN VON POCS . 91 4.2.1 AUFBAU DER TESTSTAENDE UND VERSUCHSDURCHFUHRUNG . 91 4.2.2 BESTIMMUNG WAERMETRANSPORTEIGENSCHAFTEN . 95 4.3 KATALYSATORSYNTHESE UND KATALYTISCHE BESCHICHTUNG. 102 4.3.1 SYNTHESE DES EISEN-MOLYBDAEN-OXIDS . 102 4.3.2 ENTWICKLUNG EINER BESCHICHTUNGSPROZEDUR . 103 4.3.3 EINFLUSSGROESSEN AUF DIE TAUCHBESCHICHTUNG . 106 4.4 PARTIELLE OXIDATION VON METHANOL ZU FORMALDEHYD . 107 4.4.1 VERSUCHSANLAGE ZUR PARTIELLEN OXIDATION VON METHANOL . 107 4.4.2 UEBERSICHT DURCHGEFUHRTER ANLAGENVERSUCHE . 117 4.4.3 MODELLIERUNG DER REAKTIONSKINETIK UND AUSWERTUNG POLYTROPER MESSUNGEN . 123 5 MORPHOLOGISCHE EIGENSCHAFTEN VON POCS . 129 5.1 OBERFLAECHENSTRUKTUR DER POCS . 130 5.2 POTENZIALE UND LIMITIERUNGEN BEI DER HERSTELLUNG VON POCS . 132 5.3 HYDRAULISCHE UND TOTALE POROSITAET . 135 5.4 SPEZIFISCHE OBERFLAECHE . 137 5.5 ZUSAMMENFASSUNG . 139 6 WAERMETRANSPORTEIGENSCHAFTEN VON POCS . 141 6.1 EINFLUSSGROESSEN AUF DEN WAERMETRANSPORT . 141 6.1.1 MATERIAL DES FESTSTOFFS . 141 6.1.2 MORPHOLOGIE DER STRUKTUR . 144 6.1.3 WANDANBINDUNG DER STRUKTUR . 148 II 6.2 VERGLEICH MIT KORRELATIONEN AUS DER LITERATUR . 152 6.2.1 EFFEKTIVE RADIALE WAERMELEITFAEHIGKEIT . 152 6.2.2 WANDWAERMEUEBERGANG . 158 6.3 VERGLEICH DER TRANSPORTEIGENSCHAFTEN VON POCS MIT ANDEREN TRAEGERN . 161 6.4 ZUSAMMENFASSUNG . 167 7 KATALYTISCHE BESCHICHTUNG VON POCS . 169 7.1 EIGENSCHAFTEN DES EISEN-MOLYBDAEN-OXID- KATALYSATORS . 169 7.2 ENTWICKLUNG EINER BESCHICHTUNGSSTRATEGIE . 173 7.2.1 VERMAHLEN DES KATALYSATORS . 173 7.2.2 HOMOGENITAET UND STABILITAET DER BESCHICHTUNG . 174 7.2.3 ENTWICKELTE BESCHICHTUNGSMETHODE . 178 7.3 EINFLUSSGROESSEN AUF DIE TAUCHBESCHICHTUNG . 179 7.4 ZUSAMMENFASSUNG . 187 8 POCS ALS KATALYSATORTRAEGER FUER DIE PARTIELLE OXIDATION VON METHANOL . 189 8.1 ISOTHERME VERSUCHSFUEHRUNG UND KINETISCHE MODELLIERUNG . 189 8.1.1 IDENTIFIZIERUNG GEEIGNETER TRAEGERMATERIALIEN . 189 8.1.2 INTERNE STOFFTRANSPORTLIMITIERUNG . 192 8.1.3 KATALYSATORDESAKTIVIERUNG . 194 8.1.4 KINETISCHE MESSUNGEN . 195 8.1.5 KINETISCHE MODELLIERUNG . 200 8.1.6 ZUSAMMENFASSUNG . 203 8.2 POLYTROPE VERSUCHSFUEHRUNG . 203 8.2.1 EINFLUSS DER BETRIEBSBEDINGUNGEN AM BEISPIEL DER FESTBETTSCHUETTUNG .204 8.2.2 EINFLUSS DER EIGENSCHAFTEN VON POCS AUF DIE WAERMEDISSIPATION .209 8.2.3 VERGLEICHENDE BETRACHTUNG DER KATALYSATORTRAEGER . 213 8.2.4 ZUSAMMENFASSUNG . 223 III 8.3 WEITERFUEHRENDE MOEGLICHKEITEN ZUR PROZESSINTENSIVIERUNG MITTELS POCS . 224 8.3.1 OPTIMALE BETRIEBSBEDINGUNGEN . 224 8.3.2 KOMBINATION AUS POCS UND SCHUETTUNG . 227 8.3.3 OPTIMIERUNG DER STRUKTURGEOMETRIE . 231 8.3.4 ZUSAMMENFASSUNG . 236 9 ZUSAMMENFASSUNG . 239 10 LITERATUR .246 ANHANG A EIGENSCHAFTEN DER OFFENZELLIGEN STRUKTUREN . 271 ANHANG B OXIDATION (ANLAGE UND MODELLIERUNG) . 273 ANHANG C VERWENDETE ANALYSENMETHODEN .286 IV
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