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Blasensäulenmodell zur Beschreibung der Dreiphasen-Methanolsynthese mit Flüssigkeitsumlauf

Blasensäulenmodell zur Beschreibung der Dreiphasen-Methanolsynthese mit Flüssigkeitsumlauf
Forschungsthema:Blasensäulenmodell zur Beschreibung der Dreiphasen-Methanolsynthese mit Flüssigkeitsumlauf
Typ:Bachelorarbeit
Datum:ab sofort
Betreuer:

M.Sc. Nike Trudel

Blasensäulenmodell zur Beschreibung der Dreiphasen-Methanolsynthese mit Flüssigkeitsumlauf

Speziell für exotherme Reaktionen kann die Anwendung von Dreiphasenreaktoren eine interessante Alternative zu den etablierten Festbettreaktoren sein. Durch die Verlagerung der Reaktion und damit auch der Wärmefreisetzung in die flüssige Phase, kann sowohl die Abfuhr der Reaktionswärme vom Katalysator und aus dem Reaktor, als auch das Lastwechselverhalten des Prozesses, signifikant verbessert werden. Am Engler-Bunte-Institut werden bereits seit einigen Jahren Forschungsarbeiten zu Blasensäulenreaktoren durchgeführt, um das Verbesserungspotential gegenüber herkömmlichen Reaktoren aufzuzeigen und das grundlegende Verständnis dieser Reaktoren zu vertiefen.

 

Im Rahmen der Bachelorarbeit soll ein vorhandenes Blasensäulenreaktormodell zur Beschreibung der Methanisierung im dreiphasigen System an die  geänderten Bedingungen der Methanolsynthese angepasst werden. Hierfür müssen geeignete reaktionskinetische Ansätze aus der Literatur identifiziert und in das Matlab-Model implementiert werden.

Die Anwendbarkeit der kinetischen Ansätze soll anhand von Experimenten in einem Rührkesselreaktor überprüft werden.

Da die bessere Löslichkeit der Produkte Methanol und Wasser gegenüber den Eduktgasen das thermodynamische Gleichgewicht zu Ungunsten der Produkte beeinflusst, soll das bisher bezüglich der Flüssigphase statische Modell um einen Flüssigkeitsrücklauf mit Desorption der gelösten Gase außerhalb des Reaktors erweitert werden. Damit soll der Einfluss der Flüssigkeitsrücklaufrate auf die effektive Reaktionsgeschwindigkeit der Methanolsynthese untersucht und beschrieben werden.

Zur Bewertung des erweiterten Modells sollen die Simulationsergebnisse auf ihre Plausibilität hin überprüft werden. Hierzu gehören der Vergleich mit Literaturdaten und eine Sensitivitätsanalyse zur Identifikation der maßgeblichen Einflussgrößen

 

Vorkenntnisse in Matlab sind für die Arbeit nicht zwingend erforderlich. Die Vorgabe eines funktionsfähigen Blasensäulenmodelles erleichtert den Einstieg in Matlab.