Kontinuierliche Herstellung des Katalysators

High-speed-Synthese – effektive Katalysatoren zum Abbau von leicht flüchtigen organischen Verbindungen kontinuierlich und schnell erzeugen

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27.05.2015 Die High-speed-Synthese ist ein bisher einzigartiges Verfahren zur Erzeugung von Katalysatorpulver. Sie gehört zu den Aerosol- und Gas-zu-Partikel-Verfahren. Durch geeignete Zerstäubungstechniken wird dabei die Precursorlösung in einer Trägergasatmosphäre fein verteilt und durch einen Trägergasstrom in den Reaktor transportiert. 

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Entscheider-Facts Für Betreiber

    

  • Durch immer niedriger werdende Grenzwerte für Schadstoffemissionen jeglicher Art müssen Abbau- und Abreinigungstechnologien stetig weiterentwickelt werden. Die High-speed-Synthese stellt dabei ein neuartiges Verfahren zur Herstellung von keramischen und nanoskaligen Pulvern dar.
  • Mit diesem Verfahren lassen sich Pulver, wie Spinelle und Perowskite, synthetisieren und gleichzeitig funktionalisieren. Anwendung finden diese Materialien als Gassensoren, sauerstoffpermeable Membranen oder als hochaktive Katalysatoren sowohl in der katalytischen Nachverbrennung als auch Wasserelektrolyse.

Es gibt eine Vielzahl von Verfahrensvarianten, die auch durch unterschiedliche Reaktortypen wie den Heißwand-Reaktor, den Flammenpyrolyse-Reaktor oder den Heißgas-Reaktor gekennzeichnet sind. Vor allem der Heißgas-Reaktor, der auch beim High-speed-Synthese-Verfahren verwendet wird, bringt viele Vorteile mit sich.

Temperaturbereiche können sehr genau geregelt werden, und das gebildete Aerosol-Gas-Gemisch wird mit dem Heißgasstrom sehr gut vermischt. Dies führt zu einer besser reproduzierbaren Herstellbarkeit der gewünschten Kristallphase im Vergleich zu herkömmlichen Verfahren, wie der Sol-Gel-Synthese, der (Co-)Fällung oder der Hydrothermalsynthese. Durch Variation der chemischen Zusammensetzung des Precursors und der Verfahrensparameter lassen sich Pulver mit gezielten Eigenschaften wie zum Beispiel der spezifischen Oberfläche und/oder dem Porensystem herstellen.

Die Abscheidung des pulverförmigen Produktes erfolgt über ein vierstufiges Filtersystem. Zunächst werden im Grobstaubfilter noch heiße große Partikel gesammelt. Die folgende Hauptfilterstufe beinhaltet ein abreinigbares, differenzdruckgesteuertes, elektrostatisch ableitendes Patronenfiltersystem (Katasorb F 3.0). Diesem kann je nach Pulverart optional ein elektrostatischer Filter nachgeschaltet werden. Damit ein Austreten des Produkts in die Umwelt ausgeschlossen wird, ist als Sicherheitssystem ein differenzdrucküberwachter Schwebstaubfilter ins Gesamtkonzept integriert. Im gesamten System herrscht zur weiteren Steigerung der Anlagensicherheit ein leichter Unterdruck.

Heftausgabe: Juni 2015
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Über den Autor

Dr. T. Krech, Jenoptik Katasorb, M. Präger, Institut für Technische Chemie und Umweltchemie (ITUC), Friedrich-Schiller-Universität Jena, Dr. P. Scholz, Institut für Technische Chemie und Umweltchemie (ITUC), Friedrich-Schiller-Universität Jena
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