in die thermischen Tren nverfahren
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- Benjamin Becker
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1 Einfuhrung in die thermischen Tren nverfahren Trennung von Gas-, Dampf- und Flussigkeltsgemischen von Prof Dr.-Ing. Burkhard Lohrengel Oldenbourg Verlag Munchen Wien
2 Inhalt Vorwort XI Grundlagen Verfahrenstechnik Unit Operations Therrnische und mechanische Trennverfahren... :... 1 I 4 Therrnische und physikalisch-chemische Trennverfahren 6 Thermische Trennverfahren 11 Absorption und Desorption... II Absorption... I I Desorption Extraktion 19 F1iissig-F1iissig-Extraktion 21 Fest-F1iissig-Extraktion 24 Hochdruckextraktion 27 Adsorption, Ionenaustausch, Chromatographie 30 Adsorption 30 lonenaustausch 35 Chromatographie 37 Membranverfahren 38 Mikro- und Ultrafiltration Umkehrosmose Pervaporation Gasperrneation Dialyse Elektrodialyse 46 Destillation 47 Rektifikation Kristallisation 57
3 VI Inhalt 3 Reine StofTe und Stoffgemische 3.1 Reine Stoffe Gase Fltlssigkeiten Feststoffe 3.2 Gemische 4 Phasengleichgewichte 4.1 Grundlagen der Gleichgewichtsberechnung 4.2 Gibbssche Phasenregel. 4.3 Phasengleichgewicht Gasphase-Flussigphase Gleichgewicht fur Absorption Gleichgewicht fur Destillation und Rektifikation 4.4 Phasengleichgewicht Flussigphase-Flussigphase Vollstandige Unloslichkeit von Tragerstoff und Extraktionsmittel Teilweise Loslichkeit von Tragerstoff und Extraktionsmittel 4.5 Phasengleichgewicht unter Beteiligung einer Feststoffphase Adsorption Fest-Flilssig-Extraktion Kristallisation 5 StofTaustauschapparate 5.1 Betriebsformen 5.2 Aufgabe von Stoffaustauschapparaten 5.3 Stoffaustauschapparate fur den Stoffaustausch zwischen gasformiger und flussiger Phase Dispergierung der flussigen Phase Dispergierung der Gasphase Gas und Flussigkeit als zusammenhangende Phasen 5.4 Stoffaustauschapparate fur den Stoffaustausch zwischen zwei flussigen Phasen Anforderungen an FlilssiglFlilssig-Stoffaustauschapparate Mixer-Settler Zentrifugalextraktoren Kolonnen ohne aui3ere Energiezufuhr Kolonnen mit aui3ererenergiezufuhr 5.5 Stoffaustauschapparate unter Beteiligung einer festen Phase Diskontinuierlich betriebene Fest/Fluid-Stoffaustauschapparate Kontinuierlich betriebene Fest/Fluid-Stoffaustauschapparate 5.6 Stoffaustauschapparate unter Beteiligung einer Membran '"
4 Inhalt VII Bil~z 1~ Grundlagen der Bilanzierung 159 Allgemeine Bilanzgleichungen 161 Stoffbilanz 161 Energie- und Warmebilanz 163 Bilanz- oder Arbeitslinie 166 Bilanzlinie fur Absorption Grundsatzliches 167 Bilanzlinie fur Gleichstromoperationen 168 Bilanzlinie fur Kreuzstromoperationen 172 Bilanzlinie fur Gegenstromoperationen 174 Bilanzlinie fur Adsorption Bilanzlinie fur Extraktion 182 Bilanzlinie im Ym,Xm-Beladungsdiagramm 182 Bilanzlinie im Dreiecksdiagramm 185 Bilanz fur Destillation 199 Diskontinuierliche einfache Destillation 199 Kontinuierliche einfache Destillation 201 Rektifikation 204 Bilanz fur Kristallisation 220 Losungseindampfung 220 Kristallisation Theorie der theoretischen Trennstufen Theoretische Trennstufe Stufenmodell fur Absorption Stufenmodell fur Adsorption Stufenmodell fur Rektifikation Stufenkonstruktion Zulaufboden Azeotroprektifikation Stufenmodell fur Extraktion Stufenmodell im Ym,Xm-Beladungsdiagramm Stufenmodell im Dreiecksdiagramm Praktische Stufenzahl Praktische Stufenzahl fur Bodenkolonnen Praktische Stufenzahl fiir Fullkorper und Packungen
5 VIII Inhalt 8 Stofftransport Grundlagen des Stofftransports Diffusion Stofftransport zwischen Phasen Modellvorstellungen fur den Stofftransport Stoffubergang Stoffdurchgang HTUINTU-Modell HTUINTU-ModeII fur einseitigen Stofftransport HTUINTU-Modell fur Chemisorption HTUINTU-Modell fur aquimolaren Stofftransport : Bestimmung des NTU-Werts Bestimmung des HTU-Werts Stoffubergangskoeffizienten Stofftransport bei Adsorption Filmtheorie bei der Adsorption Adsorption im Partikelbett Stofftransport bei Membrantrennverfahren Kenngroflen Porenmembranen Porenfreie Membranen Fluiddynamik Strornung in Stoffaustauschapparaten Stromungszustande Stromungsbeeinflussung durch Einbauten Gegenstrom in Stoffaustauschapparaten mit Einbauten Grundlagen Druckverlust Kenngroflen von Einbauten Bemoulli-Gleichung Hydrodynamische Kolonnenauslegung Gas-Flussigkeitsstromungen Flussig-Flussig-Stromungen Fluid-Feststoff-Stromungen Druckverlust Gas-Flussigkeitsstromungen Fluid-Feststoff-Stromungen 374
6 Inhalt IX J J IOJ Regeneration Absorption Regeneration durch Entspannung Regeneration durch Ternperaturerhohung Regeneration durch Strippung Regeneration durch Fallung Keine Regeneration des Absorbats Kombination von Regenerationsmoglichkeiten Extraktion Rektifikation Rektifikation mit anschliebender Strippung Reextraktion Kristallisation Membrantrennverfahren Extraktion ohne Regeneration Adsorption Spulen mit unbeladenem Fluid Temperaturwechselverfahren Druckwechselverfahren Verdrangungsdesorption Extraktion mit Losungsmitteln Therrnische Reaktivierung Entsorgung des beladenen Adsorpts I 401 Formelzeichen Literaturverzeichnis Stichwortverzeichnis
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