Christoph Pasel

Determination of Hydrogen Single Ion Activity Coefficients in Aqueous HCl Solutions at 25°C

The single ion activity coefficients of hydrogen and chloride ions in aqueous HCl solutions have been estimated at 25°C at concentrations up to 1 mol-kg−1, using potentiometric measurements with ion-selective electrodes and appropriate calibration procedures. Two methods are described for an internal calibration of the electrodes in the extended Debye–Hückel concentration range. The results are compared to the conventional pH calibration with external buffer solutions. Since the latter calibration method does not account for the liquid junction potential EJ which arises at the reference electrode, the resulting activity coefficients are quite different in HCl solutions of higher concentration. These differences between internal and external calibration decrease significantly, when a correction for EJ is introduced into the conventional pH calibration. Hence, in solutions of higher ionic strength the accuracy of the conventional pH electrode calibration using buffer solutions is very limited, when exact H+ activities are required. The consistency of the results indicates that the liquid junction potentials in the examined systems calculated by the Henderson/Bates approximation are of reasonable precision.

Effects of limestone addition and sintering on heavy metal leaching from hazardous waste incineration slag.

Hazardous waste incineration (HWI) in rotary kilns and the disposal of the residual slag on landfills play an important role in German waste treatment. In order to save disposal costs the elution behaviour of HWI-slag should be further optimised. Quality-improved slag may be disposed off on cheaper landfill sites still applying to landfill regulations. In a new process-integrated approach hazardous waste is mixed with limestone, which initiates chemical reactions with heavy metals in the rotary kiln yielding new compounds of different solubility. In this work HWI-slag/limestone mixtures are thermally treated and then examined by elution tests. Experimental data indicate that the heavy metals pertinent to landfill class assignment of a HWI-slag share a solubility minimum at a CaO-content of about 15%. Such improved HWI-slags are allowed to be disposed off on cheaper landfill sites. Furthermore, a new combination of thermodynamic calculation methods is applied to predict heavy metal solubility for different process conditions. Used models hold the opportunity to explain the tendencies of heavy metal leaching and propose plausible chemical reactions. With it, a new tool to examine the impact of temperature treatment and slag composition on heavy metal elution from HWI-slag is presented.

Kopplung von kalorimetrischen und volumetrischen Adsorptionsmessungen

 Adsorptionsenthalpie (∆hAds) steigt mit Kettenlänge  Anfangs konstante ∆hAds aufgrund homogener Oberfläche  Deutliche Abnahme der ∆hAds bei hoher Beladung aufgrund von Kapillarkondensation im Binder  ∆hAds steigt mit zunehmender Beladung aufgrund lateraler Adsorptiv-Adsorptiv Wechselwirkungen  Größere Zunahme der ∆hAds mit steigender Verdampfungsenthalpie der Adsorptive  Abnehmende ∆hAds aufgrund heterogener Oberfläche  Deutliche Abnahme der ∆hAds bei hoher Beladung aufgrund von Kapillarkondensation in Mesoporen Die Auslegung von technischen Adsorptionsprozessen basiert im Wesentlichen auf der Messung von Reinstoffisothermen und Durchbruchskurven. Da Temperaturänderungen einen starken Einfluss auf die Durchbruchskurven haben, erfordert eine Modellierung dieser Kurven eine möglichst genaue Kenntnis der Adsorptionswärme. Diese ist eine Funktion des Bedeckungsgrads, sodass eine simultane Messung von Adsorptionsenthalpie und Beladung wünschenswert ist. Ziel dieses Projektes ist daher die Entwicklung eines Messverfahrens zur Kopplung von Gleichgewichtsmessungen und kalorimetrischen Untersuchungen und die Realisierung dieses Verfahrens in einem Gerät.

Chemische Gasphaseninfiltration von Aktivkohle mit Tetramethylsilan zur Erzeugung neuer Adsorbentien

V1.01 Chemische Gasphaseninfiltration von Aktivkohle mit Tetramethylsilan zur Erzeugung neuer Adsorbentien Priv.-Doz. Dr. C. Pflitsch (E-Mail: christian.pflitsch@uni-due.de), Dipl.-Ing. B. Curdts, Dipl.-Ing. M. Helmich, Dr. C. Pasel, Prof. Dr.-Ing. D. Bathen, Prof. Dr. B. Atakan Universitat Duisburg-Essen, Fakultat fur Ingenieurwissenschaft, Thermodynamik und CeNIDE, IVG, Lotharstrase 1, D-47057 Duisburg, Germany Universitat Duisburg-Essen, Fakultat fur Ingenieurwissenschaft, Thermische Verfahrenstechnik, Lotharstrase 1, D-47057 Duisburg, Germany DOI: 10.1002/cite.201250715

Adsorptive Entfernung von Schwefelverbindungen aus kohlenwasserstoffhaltigen Gasen

Fazit und Ausblick Neben Erdol, Braunund Steinkohle haben Erd-, Biound Synthesegase u.a. wegen ihrer geringeren spezifischen CO2-Emissionen eine grose Bedeutung in der Energieversorgung erlangt. Um diese kohlenwasserstoffhaltigen Gase technisch nutzen zu konnen, bedarf es ihrer Aufreinigung. Insbesondere organische und anorganische Schwefelverbindungen (z.B. H2S, COS, CH3SH) mussen wegen ihrer toxischen und korrosiven Eigenschaften aus diesen Gasen abgetrennt werden. Neben absorptiven Verfahren haben sich hierzu in vielen technischen Anwendungen adsorptive Verfahren etabliert. Ziel der Forschungsarbeit ist es, die Adsorptionsleistung verschiedener Adsorbentien bei der Entfernung der o.g. Schwefelverbindungen aus Modellgasen zu untersuchen und gemeinsam mit industriellen Partnern zielgerichtet weiter zu entwickeln. Am Lehrstuhl fur Thermische Verfahrenstechnik werden hierzu auf Basis dynamischer Experimente (Durchbruchskurven) Adsorptionsisothermen vermessen. Eine auf diesen Experimenten aufbauende Modellierung und dynamische Simulation vertieft das Verstandnis fur die relevanten Prozessparameter und ermoglicht es, die bei der Adsorption ablaufenden Stoffund Warmetransportprozesse zu optimieren. Die Untersuchungen umfassen binare, ternare und quartare Stoffsysteme.