Thermische Verfahrenstechnik - Grundlagen und Methoden

Vorwort

Inhaltsverzeichnis

Formelzeichen

Einleitung

1 Phasengleichgewichte

1.1 Flüssigkeit/Gas-Systeme

1.1.1 Verhalten reiner Stoffe

1.1.2 Verhalten von binären Gemischen

1.1.3 Verhalten idealer Gemische

1.1.4 Reales Verhalten von Flüssigkeitsgemischen

1.2 Flüssigkeit/Flüssigkeit-Systeme

1.3 Flüssigkeit/Feststoff-Systeme

1.4 Sorptionsgleichgewichte

1.4.1 Sorption einer Komponente

1.4.2 Phasenänderungs- und Bindungswärme

1.4.3 Adsorption von zwei und mehr Komponenten

1.4.4 Voraussage von Einkomponenten-Adsorptions-Isothermen

1.4.5 Molekülbasierte Voraussage von Adsorptionsisothermen

1.4.6 Voraussage von Mehrkomponenten-Adsorptions- Gleichgewichten

1.5 Enthalpie-Konzentrations-Diagramm

2 Grundlagen der Ein- und Mehrphasenströmung

2.1 Einige Gesetze der Einphasenströmung

2.1.1 Massenerhaltungssatz und Kontinuitätsgleichung

2.1.2 Wirbelfreie Bewegung und Wirbelbewegung

2.1.3 Das zähe Fluid

2.1.4 Navier-Stokes-, Euler- und Bernoulli-Gleichungen

2.1.5 Laminare und turbulente Strömung in Rohren und Öffnungen

2.1.6 Das turbulente Strömungsfeld

2.1.7 Molekularströmung und Molekulardiffusion

2.1.8 Filmströmung an senkrechten Wänden

2.2 Gegenstrom von Gas und Flüssigkeit im senkrechten Rohr

2.3 Ähnlichkeitstheorie und Kennzahlen, Bedeutung der Kennzahlen

2.4 Kennzeichnung von Partikelsystemen

2.5 Durchströmte Festbetten

2.6 Disperse Systeme im Erdschwerefeld

2.6.1 Die Endsteig- oder Endfallgeschwindigkeit

einzelner

Teilchen

2.6.2 Volumenanteile (Fließbetten, Sprüh-, Blasen- und Tropfensäulen)

2.7 Erzwungene Großraumströmungen in Rührwerken

3 Bilanzierung, Wärme- und Stoffübertragung

3.1 Einführung

3.2 Bilanzierung

3.2.1 Grundlagen

3.2.2 Beispiele für Bilanzierungen ohne kinetische Vorgänge

3.3 Wärme- und Stoffübertragung

3.3.1 Kinetische Ansätze

3.3.2 Wärme- und Stoffübergangskoeffizienten

3.3.3 Beispiele für Bilanzierungen

kinetischen Vorgängen

4 Destillation, Rektifikation, Absorption

4.1 Destillation

4.1.1 Grundlagen

4.1.2 Kontinuierliche geschlossene Destillation

4.1.3 Diskontinuierliche offene Destillation, Batchdestillation

4.2 Rektifikation

4.2.1 Grundlagen

4.2.2 Kontinuierliche Rektifikation

4.2.3 Batchrektifikation

4.3 Absorption, Desorption

4.3.1 Absorptionsgleichgewicht

4.3.2 Physikalische Absorption

4.3.3 Chemische Absorption, Chemisorption

4.4 Gestaltung und Dimensionierung von Stoffaustauschkolonnen

4.4.1 Bodenkolonnen

4.4.2 Packungskolonnen

5 Extraktion

5.1 Phasengleichgewicht

5.1.1 Wahl des Extraktionsmittels

5.2 Thermodynamische Berechnung der Extraktion

5.2.1 Einstufige Extraktion

5.2.2 Vielstufige Kreuzstrom-Extraktion

5.2.3 Vielstufige Gegenstrom-Extraktion

5.3 Bauformen von Extraktionsapparaten

5.3.1 Apparate für die Solventextraktion

5.3.2 Wahl der dispersen Phase

5.3.3 Phasenscheider

5.4 Dimensionierung von Flüssig/flüssig-Extraktoren

5.4.1 Fluiddynamische Auslegung

5.4.2 Stoffübergang in Extraktraktionsapparaten

6 Verdampfen und Kondensieren

6.1 Verdampferbauarten

6.2 Vielstufenverdampfung

6.3 Kondensatorbauarten

6.4 Auslegung von Verdampfern und Kondensatoren

6.5 Brüdenverdichtung

6.6 Verdampfungsverfahren

7 Kristallisation

7.1 Grundlagen und Gleichgewichte

7.1.1 Grundlagen

7.1.2 Gleichgewichte

7.2 Kristallisationsverfahren und -apparate

7.2.1 Kühlungskristallisation

7.2.2 Verdampfungskristallisation

7.2.3 Vakuumkristallisation

7.2.4 Verdrängungs- und Reaktionskristallisation

7.2.5 Kristallisationsapparate

7.3 Bilanzen

7.3.1 Stoffbilanz des kontinuierlich betriebenen Kristallisators

7.3.2 Stoffbilanz des Batch-Kristallisators

7.3.3 Energiebilanz des kontinuierlich betriebenen Kristallisators

7.3.4 Anzahlbilanz

7.4 Kristallisationskinetik

7.4.1 Keimbildung und metastabiler Bereich

7.4.2 Kristallwachstum

7.4.3 Aggregation und Agglomeration

7.4.4 Keimbildung und -Wachstum in MSMPR-Kristallisatoren

7.5 Auslegung von Kristallisatoren

8 Adsorption

8.1 Technische Adsorbentien

8.2 Adsorptionsapparate

8.3 Sorptionsgleichgewichte

8.4 Ein- und mehrstufige Adsorber

8.4.1 Die einstufige Apparatur

8.4.2 Die Kreuzstromschaltung

8.4.3 Die Gegenstromschaltung

8.5 Adsorptionskinetik

8.5.1 Vereinfachte Lösungen für das Festbett

8.5.2 Vereinfachte Lösung für das Einzelpartikel

8.5.3 Kinetische Transportkoeffizienten

8.5.4 Der adiabate Festbettadsorber

8.6 Regenerieren der Adsorbentien

8.7 Adsorptionsverfahren

9 Trocknung

9.1 Bauarten von Trocknern

9.2 Trocknungsgüter und Trocknungsmittel

9.2.1 Trocknungsgüter

9.2.2 Trocknungsmittel

9.2.3 Trocknen durch Strahlung

9.3 Die einstufige Apparatur im Enthalpie-Beladungs- Diagramm

9.4 Bilanzen einer mehrstufigen Apparatur

9.5 Strömungs- und wärmetechnische Auslegung

9.6 Trocknungsverlauf

9.6.1 I. Trocknungsabschnitt

9.6.2 Der Knickpunkt

9.6.3 II. Trocknungsabschnitt

9.7 Einige Trocknungsverfahren

10 Konzeptuelle Prozessentwicklung

10.1 Prozesse zur Zerlegung binärer Stoffgemische

10.2 Prozesse zur Zerlegung zeotroper Mehrkomponentengemische

10.2.1 Basisprozesse zur Zerlegung ternärer Gemische

10.2.2 Prozesse mit Seitenkolonnen

10.2.3 Thermische Kopplung

10.3 Prozesse zur Zerlegung azeotroper Gemische

10.3.1 Prozesse zur Zerlegung von Heteroazeotropen

10.3.2 Druckwechselrektifikation

10.3.3 Zerlegung azeotroper Gemische unter Verwendung eines Entrainers

10.4 Hybridprozesse zur Zerlegung azeotroper Gemische

10.5 Reaktivrektifikation

Literaturverzeichnis

Kapitel 1

Kapitel 2

Kapitel 3

Kapitel 4

Kapitel 5

Kapitel 6

Kapitel 7

Kapitel 8

Kapitel 9

Kapitel 10

Sachverzeichnis