Thermodynamik - Phasen- und Reaktionsgleichgewichte

Phasen- und Reaktionsgleichgewichte

Beschreibung

Die Herausforderung bei der Industriellen Herstellung von Chemikalien sind Stoffumwandlung und -aufbereitungen.  Viele technische Apparaturen dienen der Trennung oder Mischung der Ausgangsstoffe bzw. –gemische zu den gewünschten Produkten. Die spezifischen Eigenschaften der Edukte und Produkte haben maßgeblischen Einfluss auf die Auslegung der geometrischen Abmessungen und den Aufbau der Apparaturen sowie die Prozessführung. Die Optimierung erfordert eine möglichst exakte Kenntnis des Gleichgewichts zwischen Gas- und flüssiger Phase über den gesamten Konzentrationsbereich des Stoffgemisches.   Es werden zwei Laboranlagen zur experimentellen Untersuchung komplexer Gleichgewichte in Elektrolytsystemen, wie sie bei der nassen Rauchgasreinigung vorkommen, betrieben. Die experimentellen Ergebnisse dienen dem Verständnis und der Modellierung des kombinierten Phasen- und Reaktionsgleichgewichtes.

Forschungsprojekte

Untersuchung Rauchgas/Wasser-Systeme: Komplexe Phasen- und Reaktionsgleichgewichte bei der nassen Rauchgasreinigung

Es wurden systembezogene Arbeiten durchgeführt, deren Ziel die experimentelle Untersuchung und theoretische Modellierung komplexer Phasen- und Reaktionsgleichgewichte der nassen Rauchgasreinigung war. U.a. wurde die Absorption von SO2 in Wasser sowie in Lösungen aus H2SO4/H2O, HCl/H2O, CaCl2/H2O, H2SO4/HCl/H2O, HgCl2/HCl/H2O betrachtet. Die Untersuchungen wurden auf die gemeinsame Absorption von Stickoxiden (NO/NO2) und SO2 in wässerige Lösungen erweiter. Die theoretische Beschreibung dieser Gleichgewichte erfolgte durch K-wert Methode so wie auch durch direkte Minimierung der freien Enthalpie. Die Nichtidealität der flüssigen Phase wurde mit dem Aktivitätskoeffizientenmodell von Pitzer unter Verwendung ausschließlich binärer Ion-Ion Parameter beschrieben.

  • Förderer: AIF (Laufzeit: 01.08.1995 - 30.09.1997)
  • Förderer: DFG (Laufzeit: 01.12.1995- 30.11.1999)
  • Förderer: Degussa AG, Hanau (Laufzeit: 01.05.1998- 30.06.2002)

Computersimulation/Experimentelle Untersuchung komplexer Phasen- und Reaktionsgleichgewichte

In jüngster Zeit wurden binäre Alkohol-Alkohol-Systeme und binärer Systeme mit Wasser untersucht. Die Auswahl der Komponente ist auf ihre Relevanz in industriellen Anwendungen und die Einteilung in unterschiedliche Stoffgruppen zurückzuführen. Das kommerzielle Prozesssimulationsprogramm „Aspen Plus“ von Fa. Aspen Technologies wird verwendet um die verschiedene Gleichgewichte zu berechnen. Das UNIFAC-Modell wird benutzt für die Prognose von Verdampfungsgleichgewichten. 

Phasengleichgewichte von Systemen mit Metalorganischen Substanzen

Im Hinblick auf die Flüssigkeits- und Sprayverdampfung sind die Aktivitätskoeffizienten von Lösungen der Metalorganischen Verbindungen interessant und werden über Phasengleichgewichte bestimmt.

Publikationen

  • M.A. Siddiqi, B. Atakan:
    Vapor-Liquid Equilibrium of Ferrocene in Some Organic Solvents Using Spectroscopic Methods.
    In: J. Chem. Eng. Data 51 (2006), 1092-1096.
  • M.A. Siddiqi, J. Petersen, K. Lucas:
  • Influence of Nitrogen Monoxide on the Complex Phase and Chemical Equilibria in Wet Flue Gas Cleaning Processes. 
    In: Ind. Eng. Chem. Res. 42 (2003), 1406-1413.
  • B.S. Bjola, M.A. Siddiqi, P. Svejda:
    Molar Excess Enthalpies of Binary Liquid Mixtures of gamma-Valerolactone or delta-Valerolactone + Benzene, + Toluene, Or + Ethylbenzene at 293.15 K and Atmospheric Pressure.
    In: J. Chem. Eng. Data 47 (2002), 254-257.
  • B.S. Bjola, M.A. Siddiqi, U. Fornefeld-Schwarz, P. Svedja:
    Molar Excess Volumes and Molar Excess Enthalpies of Norbornadiene + Benzene + Cyclohexane, + Decane, and +Carbon Tetrachloride.
    In: J. Chem. Eng. Data 47 (2002), 250-253.
  • M.A. Siddiqi, J. Petersen, K. Lucas:
    A Study of the Effect of Nitrogen Dioxide on the Absortion of Sulfur Dioxide in Wet Flue Gas Cleaning Processes.
    In: Ind. Eng. Chem. Res. 40 (2001), 2116-2127.
  • M.A. Siddiqi, J. Krissmann, P. Peters-Gerth, M.Luckas, K. Lucas:
    Spectrophotometric measurement of the (vapor + liquid) eqilibria of (sulfur dioxide + water).
    In: J. Chemical Thermodynamics 32 (2000), 937-939.
  • J. Krissmann, M.A. Siddiqi, K. Lucas:
    Improved Thermochemical Data for Computation of Phase and Chemical Equilibria in Flue-Gas/Water Systems.
    In: Fluid Phase Equilibria 169 (2000), 223-236.
  • J. Petersen, M.A. Siddiqi, K. Lucas:
    Untersuchung des Einflusses von Stickoxiden auf die SO2-Absorption in Stoffsystemen deer nassen Rauchgasreinigung.
    In: Chemie Ingenieur Technik 71 (1999), 948-949.
  • Krissmann, J.; Siddiqi, M. A.; Peters-Gerth, P.; Ripke, M.; Lucas, K.:
    A Study of the Thermodynamic Behavior of Mercury in a Wet Flue Gas Cleaning Process.
    In: Ind. Eng. Chem. Res. 37, 1998, pp. 3288 - 3294.
  • Krissmann, J.; Siddiqi, M. A.; Lucas, K.:
    Thermodynamics of SO2 Absorption in Aqueous Solutions.
    In: Chem. Eng. Technol. 21, 1998, pp. 641 - 644.
  • Krissmann, J. Siddiqi, M.A.; Lucas, K.:
    Data evaluation in electrolyte systems of wet flue gas purification.
    16 th International CODATA Conference, New Delhi, India 8-12.11.1998.
  • Siddiqi, M.A.; Krissmann, J.; Lucas, K.:
    A novel fibre-optic based technique for the spectroscopic measurement of phase and chemical equilibrium of (sulphur dioxide + water) at elevated temperatures.
    In: J. Chem. Thermodynamics 29, 1997, pp. 395 - 400.
  • Siddiqi, M. A.; Krissmann, J.; Lucas, K.:
    A new fibre optic-based technique for the spectrophotometric measurement of phase and chemical equilibria in aqueous solutions of volatile weak elektrolytes.
    In: Fluid Phase Equilibria 136, 1997, pp. 197 - 207.
  • Krissmann, J.; Siddiqi, M. A.; Lucas, K.:
    Messung der O2-Absorption in wäßrigen Lösungen durch Einsatz der UV-Spektralphotometrie.
    In: Chemie Ingenieur Technik 69, 1997, pp. 1319 - 1320.
  • Krissmann, J.; Siddiqi, M. A.; Lucas, K.:
    Absorption of sulfur dioxide in dilute aqueous solutions of sulfuric and hydrochloric acid.
    Fluid Phase Equilibria 141, 1997, pp. 221 - 233.
  • Krissmann, J.; Siddiqi, M. A.; Lucas, K.: Thermodynamik der SO2-Absorption in wäßrigen Lösungen; Chemie-Ing.-Technik 69, 1997, pp. 1764 - 1767.
  • Siddiqi, M. A.: Phase and Chemical Equilibria of Aqueous Solutions Containing SO2, HCl, H2SO4 and CaCl2; International Conference on Chemical and Biological Thermodynamics Amritsar, Indien, 5. - 8. Jan. 1997.
  • Krissmann, J.; Siddiqi, M. A.; Lucas, K.:
    Messung der SO2-Absorption in wäßrigen Lösungen durch Einsatz der UV-Spektralphotometrie.
    In: Chemie Ingenieur Technik 69, 1997, S 1319-20.

Schlagworte (deutsch)

Computersimulation / Phasen- und Reaktionsgleichgewichte / Rauchgasreinigung / Veresterung / Umweltforschung / Stoffdaten

 

 

 

 

 

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Fachgebiet Thermodynamik

Prof. Dr. Burak Atakan