Maßstabsvergrößerung katalytischer Reaktoren
Der Reaktor steht im Zentrum der chemischen Produktion. Die Kunst besteht darin, Reaktionsführung, Wärmeabfuhr, Stofftransport, Katalysatorstruktur und Druckverlust so aufeinander abzustimmen, dass die Reaktion unter stabilen und wirtschaftlichen Bedingungen abläuft.
Lernziel:
Der Kurs vermittelt die nötige Methodenkompetenz, um katalytische Reaktoren technisch fundiert zu bewerten, auszulegen und sicher in größere Maßstäbe zu überführen. Nach der Teilnahme sind Sie in der Lage, die Kopplung von Reaktionskinetik mit Stoff- und Wärmetransport zu beschreiben, relevante Bilanzgleichungen aufzustellen und zu interpretieren sowie wichtige dimensionslose Kennzahlen (z.B. Reynolds-, Nusselt- oder Damköhler-Zahl) abzuleiten und sinnvoll einzusetzen. Sie können typische Reaktortypen für heterogen-katalytische Prozesse bewerten, wirtschaftliche und technische Kriterien in die Dimensionierung einbeziehen und Konzepte für die Basisplanung und die Maßstabsvergrößerung entwickeln.
Inhalt:
In diesem Seminar erfahren Sie, wie sich Reaktoren systematisch entwickeln und vom Labormaßstab über das Technikum bis in die Produktion überführen lassen. Sie lernen, wie sich Stoff- und Energiebilanzen gezielt anwenden lassen, welche Kennzahlen aus der Ähnlichkeitstheorie bei der Maßstabsvergrößerung helfen und welche Anforderungen an die Basisplanung damit verbunden sind.
Am Beispiel typischer Reaktorkonzepte - vom Festbettreaktor über den Rohrbündelfestbettreaktor bis zum Wirbelbettreaktor - wird gezeigt, wie sich apparative Gestaltung, Wärmetransport und Reaktionskinetik zusammendenken lassen. Einen besonderen Stellenwert nehmen sicherheitstechnische Überlegungen ein, etwa bei exothermen Reaktionen, der Auslegung von Kühlsystemen oder dem Verhalten bei Betriebsstörungen. Schließlich werden auch wirtschaftliche Aspekte berücksichtigt - denn die Entscheidung für ein bestimmtes Reaktordesign ist immer auch eine Entscheidung im Spannungsfeld zwischen Investition, Betriebskosten und Prozessrisiko.
Berechnet wird mit System: Technische Abschätzungen erfolgen über Excel - schnell, nachvollziehbar und ohne Softwarebarrieren. Für dynamische Fragestellungen (z.B. zeit- oder ortsabhängige Stoff- und Wärmeströme) kommt Matlab zum Einsatz, alternativ das kostenfreie Octave. Programmierkenntnisse sind nicht erforderlich - wer eine Reaktionsgleichung aufstellen kann, kommt hier ans Ziel. Und: Wir zeigen, wie aktuelle KI-Werkzeuge - etwa große Sprachmodelle - genutzt werden können, um numerische Lösungswege elegant und effizient zu entwickeln. Rechnen im Jahr x nach dem Rechenschieber - ohne Blackbox, aber mit Rückenwind.
Zielgruppe:
Zielgruppe sind alle, die sich mit dem Verständnis und der Weiterentwicklung katalytischer Reaktoren befassen - insbesondere Personen aus dem Chemieingenieurwesen, der Verfahrenstechnik oder Prozesstechnik. Angesprochen sind ebenso naturwissenschaftlich qualifizierte Fachpersonen mit Aufgaben im Scale-up oder Apparatedesign sowie Promovierende und Berufseinsteigende aus der Chemie, die ihr Fachwissen systematisch erweitern möchten.
» Programmdetails und Anmeldung
Benzstraße 1-3
D-61352 Bad Homburg v. d. Höhe
Tel.: +49 6172 89938-747
Web: www.dechema-dfi.de
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