| Description |
1 online resource (238 pages) |
| Contents |
Intro; 1 Einleitung; 1.1 Motivation; 1.2 Betrachteter Prozess und chemische Reaktionen; 1.2.1 ZukÃơnftige Ressourcen der chemischen Industrie; 1.2.2 Prozesse zur Herstellung von CO-reichem Synthesegas; 1.3 Ziele und Inhalt dieser Arbeit; 2 Reaktorkonzeptionierung; 2.1 Ã#x9C;berblick Ãơber wÃÞrmeintegrierte Reaktorkonzepte; 2.1.1 Simultan-autotherm betriebene Reaktoren; 2.1.2 Rekuperativ betriebene Reaktoren; 2.1.3 Regenerativ betriebene Reaktoren; 2.1.4 Vergleich der Betriebsweisen; 2.2 Der autotherme Gegenstromreaktor; 2.2.1 Grundlegender Aufbau und Prinzip des Gegenstromreaktors |
|
2.2.2 Konstruktive Empfehlungen und Besonderheiten2.3 Modulare Auslegung des Reaktors; 2.3.1 Isothermes Reaktormodell; 2.3.2 Autothermes Reaktormodell; 2.3.3 Autothermes Reaktormodell mit WÃÞrmetauscher; 3 Eigenschaften der autothermen RWGS- Reaktion und der Trockenreformierung; 3.1 Katalysatorscreening im Zapfstellenreaktor; 3.1.1 Experimenteller Aufbau des Zapfstellenreaktors; 3.1.2 Untersuchung der RWGS-Reaktion; 3.1.3 Untersuchung der Trockenreformierung; 3.1.4 Katalysatordeaktivierung durch Kohlenstoffablagerung; 3.1.5 Zusammenfassung; 3.2 Die Verbrennung von Methan und Wasserstoff |
|
3.2.1 Theoretische Grundlagen und Aufbau der Testreaktoren3.2.2 Wasserstoffoxidation; 3.2.3 Methanoxidation; 3.2.4 Zusammenfassung; 3.3 Modellierung des Zapfstellenreaktors und Reaktionsgeschwindigkeiten; 3.3.1 Das Modell des Zapfstellenreaktors; 3.3.2 Ã#x9C;bersicht vorhandener Reaktionskinetiken; 3.3.3 Anpassung der RWGS-Kinetik; 3.3.4 Anpassung der Reformierungskinetiken; 3.3.5 Beschreibung der Oxidationsreaktionen; 3.3.6 Zusammenfassung; 4 Prototyp des Gegenstromreaktors; 4.1 Aufbau des Laborreaktors; 4.1.1 Grundlegender Aufbau des Reaktors; 4.1.2 Isolation gegen ÃÞuÃ#x9F;ere WÃÞrmeverluste |
|
4.1.3 Gasverteiler4.2 Versuchsanlage; 4.2.1 Gasdosierung und Abgasnachbehandlung; 4.2.2 Gasanalytik, Druck- und Temperaturmessung; 4.3 Vorbetrachtungen; 4.3.1 Anfahren des Reaktors in den stationÃÞren Zustand; 4.3.2 ZÃơnd- /LÃœschhysteresen bei Verbrennungsreaktionen in der Gasphase; 5 Simulationsmodell des Gegenstromreaktors; 5.1 Modellvorstellungen und Annahmen; 5.2 Herleitung der Bilanzgleichungen; 5.2.1 Bilanzgleichungen der Rohr-in-Rohr-Anordnung; 5.2.2 Bilanzgleichungen der Mischzone; 5.3 Mathematische Beschreibung der physikalischen Effekte; 5.3.1 Stofftransport; 5.3.2 WÃÞrmetransport |
|
5.3.3 Skalierung der WÃÞrmeverluste an die Umgebung5.3.4 WÃÞrmestrahlung; 5.3.5 Reaktionskinetik; 5.3.6 Ortsverteilte Einspeisung von Sauerstoff; 6 AusfÃơhrliche Untersuchung des Gegenstromreaktors; 6.1 Betrieb der autothermen Trockenreformierung; 6.1.1 Gleichgewicht der autothermen Trockenreformierung; 6.1.2 Sauerstoffvormischung; 6.1.3 Einfache Sauerstoffnacheinspeisung; 6.1.4 Doppelte Sauerstoffnacheinspeisung; 6.1.5 Verteilte Sauerstoffnacheinspeisung; 6.1.6 Zusammenfassung; 6.2 Betrieb der autothermen RWGS-Reaktion; 6.2.1 Gleichgewicht der autothermen RWGS-Reaktion |
| Summary |
Annotation Die Herstellung von CO-reichem Synthesegas kann mittels der trockenen Reformierung von Methan oder der umgekehrten Wassergas-Shift-Reaktion erfolgen. Zur effizienten Durchfuhrung dieser Reaktionen wird der autotherme Gegenstromreaktor vorgestellt, ein Rohrbundelreaktor, welcher aus einer Vielzahl teilweise katalytisch beschichteter keramischer Rohre besteht. In der Warmetauscherzone wird die Vorwarmung der kalten Edukte mit Hilfe des heissen Produktstroms auf Reaktionstemperaturen uber 1000 Grad Celsius erwirkt. Durch gezielte Einspeisung von reinem Sauerstoff in die nachfolgende Katalysatorzone kann die Reaktionswarme der endothermen Synthesen effizient ausgeglichen werden. Konstant hohe Temperaturen sowie keramische Werkstoffe verhindern dabei schadliche Kohlenstoffablagerungen und Metallkorrosion. Das Reaktorkonzept wird mittels eines 3-stufigen Ansatzes untersucht. Einfache Gleichgewichtsmodelle ermoglichen eine erste Abschatzung der Reaktorperformance. Experimente an einem keramischen Laborreaktor zeigen die praktische Umsetzbarkeit und erlauben die Validierung eines detaillierten Simulationsmodells, welches Aussagen uber den industriellen Massstab liefert. Der autotherme Gegenstromreaktor zeichnet sich durch ein einfaches und somit skalierbares Konstruktionsprinzip aus. Gleichgewichtsumsatze entsprechend extrem hoher Reaktionstemperaturen (grosser als 1000 Grad Celsius) und eine Warmeruckgewinnung von bis zu 90 % erlauben die energetisch sehr effiziente Produktion von CO-reichem Synthesegas |
| Notes |
6.2.2 Sauerstoffnacheinspeisung im Laborreaktor |
|
Print version record |
| Subject |
Synthesis gas.
|
|
Synthesis gas
|
| Form |
Electronic book
|
| ISBN |
9783832594206 |
|
3832594205 |
|
