Adsorption aus der Gasphase: ingenieurwissenschaftliche Grundlagen und technische Verfahren
Gespeichert in:
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| Format: | Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Weinheim u.a.
VCH
1988
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| Online-Zugang: | Inhaltsverzeichnis |
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| adam_text | WERNER KAEST ADSORPTION AUS DER GASPHASE INGENIEURWISSENSCHAFTLICHE
GRUNDLAGEN UND TECHNISCHE VERFAHREN VCH INHALT LISTE DER VERWENDETEN
SYMBOLE XIII 1 EINFUEHRUNG 1 1 . 1 BEGRIFF DER ADSORPTION 1 1.2
GESCHICHTLICHE ENTWICKLUNG DER ADSORPTION 2 1.3 BEZEICHNUNGEN, ZUSTAND
DER PHASENGRENZEN, ALLGEMEINE BESCHREIBUNG DES SORPTIONSGLEICHGEWICHTS 3
1.4 FREIHEITSGRADE DES ADSORPTIONSSYSTEMS 6 LITERATUR 7 2 TECHNISCHE
ADSORBENTIEN 9 2.1 ALLGEMEINES 9 2.2 AKTIVKOHLE 10 2.3 KIESELGEL 13 2.4
AKTIVTONERDE 14 2.5 ZEOLITHISCHE MOLEKULARSIEBE 15 2.6
KOHLENSTOFF-MOLEKULARSIEBE 18 2.7 WEITERE ADSORBENTIEN 20 LITERATUR 20 3
GLEICHGEWICHT BEI DER ADSORPTION 23 3.1 MONOMOLEKULARE BELEGUNG 23 3.1.1
ABLEITUNG NACH LANGMUIR 23 3.1.2 DISKUSSION DER LANGMUIR-GLEICHUNG 26
3.1.3 DARSTELLUNG DER LANGMUIR-GLEICHUNG 26 3.1.4 DIE
TEMPERATURABHAENGIGKEIT DER MONOMOLEKULAREN BELEGUNG 27 3.2 DIE GLEICHUNG
VON FREUNDLICH 27 3.3 DIE GLEICHUNG VON DUBININ 27 3.4 GLEICHUNGEN VON
BRUNAUER-EMMET-TELLER 29 3.5 KAPILLARKONDENSATION 30 3.5.1
DAMPFDRUCKABSENKUNG IN KAPILLAREN 30 3.5.2 PORENVERTEILUNGSKURVE 31 3.6
BINDUNGSENERGIE IM BEREICH DER MEHRSCHICHTIGEN BELADUNG UND DER
KAPILLARKONDENSATION 33 3.7 GLEICHGEWICHTSTHERMODYNAMIK DER
EINKOMPONENTEN-ADSORPTION 36 3.7.1 ANSATZ 36 3.7.2 ADSORPTIONS- ODER
BINDUNGSENERGIE 38 VIII INHALT 3.7.3 THERMODYNAMISCHER ANSATZ FUER DIE
SORPTIONSISOTHERME 39 3.8 THEORIE DER LEERSTELLENLOESUNG
(VACANCY-SOLUTION-THEORIE) 41 3.9 ADSORPTIONS- UND DESORPTIONSHYSTERESE
42 3.10 MEHRKOMPONENTEN-ADSORPTION 43 3.10.1 ALLGEMEINES UND DARSTELLUNG
43 3.10.2 UEBERBLICK UEBER DIE ANSAETZE ZUR BESCHREIBUNG DES GLEICHGEWICHTS
BEI DER MEHRKOMPONENTEN-ADSORPTION 49 3.10.3 HALBEMPIRISCHE
GLEICHGEWICHTSBEZIEHUNGEN FUER DIE ADSORPTION VON MEHREREN KOMPONENTEN 49
3.10.4 THERMODYNAMISCHES GLEICHGEWICHT BEI DER ADSORPTION MEHRERER
KOMPONENTEN 53 3.10.4.1 GIBBS-DUHEMSCHE GLEICHUNG FUER DIE ADSORBIERTE
PHASE 53 3.10.4.2 CHEMISCHES POTENTIAL DER ADSORBIERTEN PHASE 54
3.10.4.3 CHEMISCHES POTENTIAL DER GASPHASE 55 3.10.4.4 THERMODYNAMISCHES
GLEICHGEWICHT 55 3.10.5 AUSWERTUNG DER GLEICHGEWICHTSBEDINGUNGEN 56
3.10.5.1 VERFAHREN VON VAN NEES 56 3.10.5.2 THEORIE DER IDEAL
ADSORBIERTEN LOESUNG (IAST) 56 3.10.5.3 ANALYTISCHE LOESUNG DER IAST 58
3.10.5.4 GRAPHISCHE LOESUNG DER IAST 60 3.10.5.5 THEORIE DER REALEN
ADSORBIERTEN LOESUNG 61 3.10.5.6 THEORIE DER LEERSTELLENLOESUNG
(VACANCY-SOLUTION-THEORIE) 61 3.10.5.7 BEISPIELE FUER DIE BERECHNUNG DES
BINAEREN ADSORPTIONSGLEICHGEWICHTS, VERGLEICH VON RECHNUNGEN UND
MESSUNGEN 61 3.10.5.8 ERWEITERUNG AUF M-KOMPONENTEN 66 3.11
ADSORPTIONSKATALYSE 67 LITERATUR 68 4 STOFF- UND WAERMETRANSPORT IM
ADSORBENS 71 4.1 PROBLEMSTELLUNG 71 4.2 KONVEKTIVER WAERME- UND
STOFFUEBERGANG 71 4.3 STROEMUNG IN DEN POREN DES ADSORBENS 72 4.4
MOLEKULARBEWEGUNG NACH KNUDSEN IN DEN POREN 73 4.5 FREIE ODER
GASDIFFUSION 74 4.6 UEBERLAGERUNG DER TRANSPORTMECHANISMEN IN DER
GASPHASE 75 4.7 WIDERSTANDSFAKTOREN N V 76 4.8 TRANSPORT IN DER
SORTIERTEN PHASE 78 4.9 AKTIVIERTE SPALTDIFFUSION, MIKROPORENDIFFUSION
ODER INTERKRISTALLINE DIFFUSION 80 4.10 TEMPERATURABHAENGIGKEIT DER
TRANSPORTKOEFFIZIENTEN 82 LITERATUR 83 5 KINETIK DER ISOTHERMEN AD- UND
DESORPTION AM EINZELKORN 85 5.1 ANSAETZE ZUR BESCHREIBUNG DER KINETIK 85
5.2 ALLGEMEINE GLEICHUNGEN FUER DEN INSTATIONAEREN STOFFTRANSPORT UNTER
ISOTHERMEN BEDINGUNGEN 87 5.2.1 TRANSPORT UND ADSORPTION IN DEN
MAKROPOREN 87 5.2.2 TRANSPORT UND ADSORPTION IN DEN MIKROPOREN 90 INHALT
IX 5.3 KONZENTRATIONSABHAENGIGKEIT DES INSTATIONAEREN STOFFTRANSPORTS BEI
DER ADSORPTION UNTER ISOTHERMEN BEDINGUNGEN 92 5.4
KONZENTRATIONSABHAENGIGKEIT DES INSTATIONAEREN STOFFTRANSPORTS BEI DER
DESORPTION UNTER ISOTHERMEN BEDINGUNGEN 96 5.5 GRENZFAELLE DER
SORPTIONSKINETIK 97 5.6 EINFLUSS DES AEUSSEREN STOFFUEBERGANGS AUF DIE
KINETIK 99 5.7 KINETISCHES MODELL DES STOFFTRANSPORTS IM ADSORBENS 99
5.8 ADSORPTION MEHRERER KOMPONENTEN 102 LITERATUR 104 6 KINETIK DER
NICHTISOTHERMEN AD- UND DESORPTION AM EINZELKORN 107 6.1 PROBLEME UND
ANSAETZE 107 6.2 CHARAKTERISTISCHE ABHAENGIGKEITEN DES TEMPERATURVERLAUFS
IM ADSORBENS 110 6.3 KOPPLUNG VON KINETIK UND TEMPERATURAENDERUNG ANHAND
EXPERIMENTELLER UND RECHNERISCHER BEFUNDE 112 6.3.1 AD- UND DESORPTION
BEI NAEHERUNGSWEISE LINEAREN ISOTHERMEN 112 6.3.2 AENDERUNG DES TREIBENDEN
POTENTIALS BEI NICHTISOTHERMEN VORGAENGEN 114 6.3.3 EINFLUSS DER
ABMESSUNGEN DES ADSORBENSKORNS 114 6.3.4 EINFLUSS DER HOEHE DES
DAMPFDRUCKS AUF DAS NICHTISOTHERME VERHALTEN 115 6.3.5 EINFLUSS DER
STEIGUNG UND KRUEMMUNG DER SORPTIONSISOTHERMEN 117 6.4 GRENZFAELLE DER
SORPTIONSKINETIK 118 6.4.1 ISOTHERME SORPTION 118 6.4.2 ADIABATE
SORPTION 118 6.4.3 WAERMEGEHEMMTE AD- UND DESORPTION 119 6.4.4 GEMEINSAME
DARSTELLUNG DER ISOTHERMEN UND NICHTISOTHERMEN SORPTIONSKINETIK 121
LITERATUR 122 7 IMPULS-, WAERME- UND STOFFAUSTALISCH IN DURCHSTROEMTEN
SCHUETTUNGEN 125 7. 1 PROBLEMSTELLUNG 125 7.2 HOHLRAUMANTEIL IN
SCHUETTUNGEN 125 7.3 HYDRAULISCHER DURCHMESSER IN DURCHSTROEMTEN
SCHUETTUNGEN 127 7.4 GESCHWINDIGKEITSVERTEILUNG IM FESTBETT 127 7.5
DRUCKVERLUST IM DURCHSTROEMTEN FESTBETT 130 7.6 WAERME- UND STOFFUEBERGANG
ZWISCHEN FLUID UND PARTIKELN IN EINER DURCHSTROEMTEN SCHUETTUNG 132 7.7
WAERMELEITFAEHIGKEIT IN SCHUETTUNGEN 134 7.7.1 WAERMELEITFAEHIGKEIT IN
NICHT-DURCHSTROEMTEN SCHUETTUNGEN 134 7.7.2 WAERMELEITFAEHIGKEIT
DURCHSTROEMTER SCHUETTUNGEN 135 7.8 WAERMEUEBERGANG ZWISCHEN DURCHSTROEMTER
SCHUETTUNG UND WAND 135 7.9 AXIALE DISPERSION IN DURCHSTROEMTEN
SCHUETTUNGEN 136 7.10 MEHRKORNSCHUETTUNGEN 138 LITERATUR 138 8
DURCHBRUCHSKURVE 141 8.1 DIFFERENTIALGLEICHUNGEN ZUR BESTIMMUNG DER
ZEITLICHEN UND OERTLICHEN KONZENTRATIONS- UND TEMPERATURFELDER IM
DURCHSTROEMTEN FESTBETT 141 8.2 MITTLERE FRONTGESCHWINDIGKEIT 144 X
INHALT 8.3 DURCHBRUCHSKURVEN BEI GLEICHGEWICHT ZWISCHEN GAS UND
ADSORBENS 145 8.4 DURCHBRUCHSKURVE BEI LINEARER SORPTIONSISOTHERME 147
8.5 DURCHBRUCHSKURVE BEI IRREVERSIBLER ODER SAETTIGUNGSISOTHERME 151 8.6
DURCHBRUCHSKURVE BEI AXIALER DISPERSION OHNE ADSORPTION 152 8.7 CONSTANT
PATTERN 153 8.8 DURCHBRUCHSKURVEN BEI MEHRKOMPONENTEN-ADSORPTION 155 8.9
DURCHBRUCHSKURVEN BEI NICHTISOTHERMER ADSORPTION 157 8.9.1
GESCHWINDIGKEIT DER TEMPERATURFRONT 157 8.9.2 BERECHNUNG DER
DURCHBRUCHSKURVE BEI NICHTISOTHERMER ADSORPTION 161 8.9.3 DIMENSIONSLOSE
DARSTELLUNG DER NICHTISOTHERMEN DURCHBRUCHSKURVE UND AUSLEGUNGSDIAGRAMME
167 8.10 NUMERISCHE METHODEN ZUR BERECHNUNG DER DURCHBRUCHSKURVEN 170
8.10.1 UEBERBLICK UEBER DAS DIFFERENTIALGLEICHUNGSSYSTEM UND DIE
NUMERISCHEN LOESUNGSVERFAHREN 170 8.10.2 METHODE DER FINITEN DIFFERENZEN
172 8.10.3 METHODE DER ORTHOGONALEN KOLLOKATION 175 8.10.4
CHARAKTERISTIKENVERFAHREN 177 LITERATUR 178 9 KONTINUIERLICHE ADSORPTION
IM GEGENSTROM, IM KREUZSTROM UND IN DER WIRBELSCHICHT 181 9. 1
KONTINUIERLICHE VERFAHREN 181 9.2 ADSORPTION IM GEGENSTROM-WANDERBETT
181 9.3 ADSORPTION IM KREUZSTROM-WANDERBETT 185 9.4 ADSORPTION IN DER
WIRBELSCHICHT 189 9.4.1 EINSTUFIGE WIRBELSCHICHT 189 9.4.2 MEHRSTUFIGE
WIRBELSCHICHTEN 191 9.5 DAS TEMPERATURFELD BEI KONTINUIERLICHER
ADSORPTION 196 LITERATUR 197 10 REGENERATION 199 10.1 VERFAHREN ZUR
REGENERATION 199 10.2 REGENERATION DURCH SPUELEN MIT ADSORPTIVFREIEM GAS
200 10.3 REGENERATION DURCH TEMPERATURWECHSEL 203 10.4 REGENERATION
DURCH DRUCKWECHSEL 206 10.5 REGENERATION DURCH VERDRAENGUNG 209 LITERATUR
211 11 ADSORPTIONSVERFAHREN 213 11.1 GLIEDERUNG DER VERFAHREN 213 11.1.1
GLIEDERUNG NACH PROBLEMSTELLUNGEN 213 11.1.2 GLIEDERUNG NACH DEN
TRENNEFFEKTEN 213 11.1.2.1 STERISCHER EFFEKT 213 11.1.2.2
GLEICHGEWICHTSEFFEKT 214 11.1.2.3 KINETISCHER EFFEKT 214 11.1.2.4
VERBESSERUNG DES TRENNEFFEKTS DURCH PRAEADSORPTION 214 11.1.3 GLIEDERUNG
NACH DER VERFAHRENSTECHNIK 214 11.1.3.1 FESTBETTVERFAHREN 214 INHALT XI
11.1.3.2 WANDERBETTVERFAHREN 215 11.1.3.3 WIRBELSCHICHTVERFAHREN 215
11.2 TECHNISCHE ANWENDUNG VON ADSORPTIONSVERFAHREN ZUR GASTRENNUNG UND
GASANREICHERUNG 215 11.2.1 ABTRENNUNG VON WASSERSTOFF AUS
WASSERSTOFFHALTIGEN GASEN 216 11.2.1.1 DARSTELLUNG DER VERFAHREN 216
11.2.1.2 VERFAHRENSBEISPIELE 219 11.2.2 ZERLEGUNG DER LUFT IN STICKSTOFF
UND SAUERSTOFF 220 11.2.2.1 DARSTELLUNG DER VERFAHREN 220 11.2.2.2
VERFAHRENSBEISPIELE 222 11.2.3 TRENNUNG VON N- UND
O-KOHLENWASSERSTOFFEN 223 11.2.3.1 DARSTELLUNG DER VERFAHREN 223
11.2.3.2 VERFAHRENSBEISPIEL: TOTAL-ISOMERIZATION-PROCESS (TIP) 225
11.2.4 ANREICHERUNG VON OZON 226 11.2.4.1 DARSTELLUNG DER VERFAHREN 226
11.2.4.2 VERFAHRENSBEISPIELE 227 11.2.5 ABTRENNUNG VON METHAN AUS
GASGEMISCHEN UND KOHLENWASSERSTOFF-TRENNUNG 228 11.2.5.1 DARSTELLUNG DER
VERFAHREN 228 11.2.5.2 VERFAHRENSBEISPIEL: ETHYLENRUECKGEWINNUNG 230
11.2.6 ABTRENNUNG VON HELIUM VON TAUCHATMUNGSGASEN 231 11.2.6.1
DARSTELLUNG DER VERFAHREN 231 11.2.6.2 VERFAHRENSBEISPIEL:
BF-HE-VERFAHREN 232 11.2.7 KOHLENMONOXID- (WASSERSTOFF-) ABTRENNUNG AUS
VERSCHIEDENEN GASEN 232 11.2.7.1 DARSTELLUNG DER VERFAHREN 232 11.2.7.2
VERFAHRENSBEISPIEL: KOHLENMONOXID-ABTRENNUNG AUS HOCHOFENGAS 233 11.3
TECHNISCHE ANWENDUNG DER ADSORPTIONSVERFAHREN ZUR GASREINIGUNG 233
11.3.1 VERFAHREN ZUR ENTSCHWEFELUNG VON ABGASEN 234 11.3.1.1 DARSTELLUNG
DER VERFAHREN 234 11.3.1.2 VERFAHRENSBEISPIELE 237 11.3.2 VERFAHREN ZUR
SIMULTANABSCHEIDUNG VON SCHWEFELDIOXID UND STICKOXIDEN 240 11.3.2.1
DARSTELLUNG DER VERFAHREN 240 11.3.2.2 VERFAHRENSBEISPIELE 242 11.3.3
VERFAHREN ZUR LOESUNGSMITTEL-RUECKGEWINNUNG 244 11.3.3.1 DARSTELLUNG DER
VERFAHREN 244 11.3.3.2 VERFAHRENSBEISPIELE 245 11.3.4 VERFAHREN ZUR
ADSORPTIVEN ABTRENNUNG VON GERUCHSSTOFFEN ODER ORGANISCHEN
SUBSTANZGEMISCHEN 247 11.3.4.1 DARSTELLUNG DER VERFAHREN 247 11.3.4.2
VERFAHRENSBEISPIEL: ADSOX-VERFAHREN ZUR ENTFERNUNG VON GERUCHSSTOFFEN
UND ANDEREN ORGANISCHEN SUBSTANZEN AUS DER ABLUFT 248 11.3.5 VERFAHREN
ZUR REINIGUNG DER ABLUFT VON VISKOSEBETRIEBEN 249 11.3.5.1 DARSTELLUNG
DER VERFAHREN 249 11.3.5.2 VERFAHRENSBEISPIEL: SULFOSORBON-VERFAHREN ZUR
REINIGUNG VON VISKOSEABLUFT 251 11.3.6 VERFAHREN ZUR ENTFERNUNG
GASFOERMIGER, RADIOAKTIVER KOMPONENTEN AUS ABGASEN VON KERNKRAFTWERKEN
UND WIEDERAUFBEREITUNGSANLAGEN 252 11.3.6.1 DARSTELLUNG DER VERFAHREN
252 XII INHALT 11.3.6.2 VERFAHRENSBEISPIEL: VERFAHREN ZUR REINIGUNG VON
ABGASEN AUS WIEDERAUFBEREITUNGSANLAGEN 254 11.3.7 VERFAHREN ZUR
REINIGUNG VON ABGASEN UNTERSCHIEDLICHER ABGASQUELLEN 255 11.4 TECHNISCHE
ANWENDUNG DER ADSORPTIONSVERFAHREN ZUR GASTROCKNUNG 256 11.4.1
DARSTELLUNG DER VERFAHREN 256 11.4.2 VERFAHRENSBEISPIELE 259 11.4.2.1
ERDGASTROCKNUNGSANLAGE MIT KREISLAUFREGENERATOREN 259 11.4.2.2
HEATLESS-DRYER-PRINZIP 260 11.5 SONDERVERFAHREN 261 11.5.1 ZYKLISCHE
ZONENADSORPTION * PARAMETRISCHES PUMPEN 261 11.5.2 *SIMULIERTE
GEGENSTROMVERFAHREN 261 11.5.3 WAERMESPEICHERUNG UND -RUECKGEWINNUNG,
KLIMATISIERUNG DER RAUMLUFT 263 11.6 ZUSAMMENFASSENDE BEMERKUNGEN ZU DEN
ADSORPTIONSVERFAHREN 264 LITERATUR 265 SACHREGISTER 275
|
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