Aufgabenstellungen wie die
unterscheiden sich von den klassischen Verfahren zur Texturbeschreibung darin, dass es sich um Gemischgassorption handelt und entsprechend separiert werden muss, welche Komponente wie viel adsorbiert ist.
Bei der Gemischgasadsorption spielen vor allem Sorptionselektivitäten eine Rolle, denn die Aufgabenstellungen erfordern die stärkere Adsorption einer Komponente eines Gemisches gegenüber einer oder mehreren anderen Komponenten. Umso mehr man praxisrelevante, technische Prozesse vorhersagen oder modellieren möchte, desto dringlicher werden solche Untersuchungen wie
Aufnahme von Durchbruchskurven; Verdampferoption; konzipiert für sehr kleine Probenmengen
Aufnahme von Durchbruchskurven; Verdampferoption; sicheres und einfach zu bedienendes Tischgerät
Um technische Adsorptionsprozesse wirklichkeitsgetreu abbilden zu können, braucht es eine repräsentative Probennahme und eine authentische Nachbildung des Strömungsfeldes innerhalb der Schüttung (siehe Abbildung).
Der Standardadsorber des mixSorb L ist mit einem Volumen von etwa 100 ml und einem Innendurchmesser von 3 cm für diese Anforderungen optimal dimensioniert. Die robuste Edelstahlkonstruktion ermöglicht Untersuchungen bei Temperaturen bis 450 °C und Drücken bis 10 bar. Vier Pt-100 Temperatursensoren sind äquidistant entlang der Adsorberachse angebracht und ermöglichen die hochgenaue Aufzeichnung von Temperaturprofilen innerhalb der Schüttung. Durch bis zu vier integrierte Massenflussregler lassen sich nahezu beliebige Gasgeschwindigkeiten und Gaszusammensetzungen definieren. Die Detektion der Gaszusammensetzung erfolgt über einen integrierten Wärmeleitfähigkeitsdetektor oder ein zusätzliches Massenspektrometer. Eine Umkehr der Strömungsrichtung erlaubt umfassende Untersuchungen auch hinsichtlich des Desorptionsverhaltens technischer Adsorbentien. So können Fragen zur Regenerierbarkeit und Zyklenbeständigkeit des Adsorbens genauso beantwortet werden wie sich auch komplizierteste Druckwechseladsorptionsprozesse (PSA) experimentell nachbilden und simulieren lassen.
Die folgende Abbildung verdeutlicht Möglichkeiten des mixSorb L für die praxisrelevante Charakterisierung eines Kohlenstoffmolekularsiebs zur Luftzerlegung. Es wurde der Einfluss der Temperatur auf die Zyklenzeit des Adsorbers und der Gasgeschwindigkeit auf den Durchbruch des Sauerstoffs untersucht. Bei solchen Messungen kommt die mixSorb-Gerätesoftware mixSorb Manager zum Einsatz, die eine vollautomatische Dosierung, Messung und Datenerfassung ermöglicht.
Zum mixSorb L gehört jedoch auch die Simulationsoftware 3P-Sim als hervorragendes Werkzeug, um Experiment und Theorie zu vergleichen und den experimentellen Aufwand für bestimmte Aufgabenstellungen durch die Vorausberechnung von Gemischgasdaten aus Reinstoffisothermen vorauszuberechnen. Die Abbildungen unten verdeutlichen einerseits schematisch, wie die Diffusionsparameter zum Linear Driving Force (LDF-) Faktor zusammengefasst werden und darunter, wie durch Anpassung des Massertransferkoeffizienten kLDF die experimentellen Kurven (sowohl die Durchbruchs- als auch die Temperaturkurven!) durch die Simulationssoftware hervorragend beschrieben werden können.
dynamicsorption.com – detaillierte Darstellung von Merkmalen, Vorteilen, wissenschaftlichem Hintergrund und Beispielen dynamischer Sorptionsmethoden (flow-Methoden)
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