Dieter Bathen

Physical waves in adsorption technology: an overview

The following article provides an overview about the state of the art and research activities in the field of new regeneration methods for loaded adsorbents. These new methods use electromagnetic as well as mechanical waves to enhance desorption. In gas-phase-adsorption research focuses on microwaves. After a brief description of the basics of microwaves, the mechanisms of microwave desorption are discussed and the technology is compared to conventional TSA-technology. First industrial installations for drying of air and recovery of solvents/volatile organic compounds (VOCs) are reported. In liquid phase the use of ultrasonication is discussed. Based on a brief description of the basics adsorbent stability as well as the influence of ultrasound on thermodynamics and kinetics of adsorption are investigated. The scientific results give split prospects for possible industrial applications in purification of water and pharmaceutical industry.

Gasphasen-Adsorption in der Umwelttechnik: Stand der Technik und Perspektiven

In the first part of this contribution the industrial gas phase adsorption treatments (PSA- (pressure swing adsorption), TSA- (temperature swing adsorption), and combined TSA-CSA (composition swing adsorption) processes) of VOC-containing (VOCs = volatile organic compounds) flue gases are discussed. Aside from a description of the technique and its applicability, special attention is focussed on the problems and weaknesses of the method. New treatments, such as electrochemical desorption and thermo-oxidative regeneration have been developed by several groups and are discussed in the second part.

Emission of high-quality pipework flange gaskets

This article focuses on the results of a research study about the emission of pipework flange joints. Five different flange-gasket combinations, which are of so-called high quality, were investigated. The results show that all tested combinations meet the demands for high quality joints, but obvious differences between them occur. Especially the surface roughness of the flanges seems to have a great influence on the leak rate.

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.

Mathematische Beschreibung von Adsorption und Desorption

Ziel der Modellierung/Simulation von Adsorptionsprozessen ist die Vorausberechnung des realen Adsorberverhaltens. Hierbei ist die Durchbruchskurve, die die zeitliche Entwicklung der Austrittskonzentration am Adsorber darstellt, von besonderem Interesse. Prinzipiell handelt es sich um die Berechnung des dynamischen Verhaltens von vier Variablen: Beladung des Adsorbens (Adsorpt-Konzentrationen in der adsorbierten Phase), Konzentrationen der Adsorptive in der fluiden Phase, Temperatur des Adsorbats (Temperatur des Feststoffs) und Temperatur der fluiden Phase.

Industrielle Gasphasen-Adsorptions-Prozesse

Wie sehen technische Adsorptionsprozesse in der Gasphase aus? Auf diese Frage soll das folgende Kapitel eine Antwort geben, indem beispielhaft Adsorptions-Prozesse und Adsorber-Bauformen vorgestellt werden.

Industrielle Flüssigphasen-Adsorptions-Prozesse

Nachdem im vorangegangenen Kapitel Adsorptionsprozesse in der Gasphase diskutiert wurden, werden in diesem Kapitel Flussigphasenprozesse beschrieben.

Einführung in die Adsorptionstechnik

Die Adsorption gehort zu den altesten technischen Prozessen, die sich der Mensch zu Nutze gemacht hat. So finden sich Hinweise auf die Verwendung „heilender Pulver und Erden“ zur Behandlung nassender Wunden und auf die Aufbereitung von verschmutztem oder ungeniesbarem Wasser durch „Sand und Kohle“ bereits in den altesten schriftlichen Aufzeichnungen der Menschheit. Das Entfetten von Wolle durch „Bleicherden“ ist ein weiteres bereits seit dem Altertum bekanntes Verfahren.