Seite 3 Aufgabe 1 : (10 + 6 + 4 = 20 Punkte ...

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3.7 Der erzeugte Hochdruckdampf wird in einer Dampfturbine adiabatisch rever- sibel von 100 bar und 500 °C auf 10 bar entspannt ( p⋅ V κ = const ; κ = 12 , ). Auf welchen Wert sinkt dabei die Temperatur des Dampfes Hinweis: Der Wasserdampf verhält sich bei der Entspannung wie ein ideales Gas. 3.8 Synthesegas kann auch aus Erdgas durch Dampfreformieren (Steamreforming) hergestellt werden. a.)Nennen Sie die wesentlichen Prozeßbedingungen (Katalysator, Temperatur, typischer Betriebsdruck, Reaktortyp) und die Hauptreaktionsgleichung. b.)Warum muß bei diesem Prozeß ein Katalysator verwendet werden c.)Wie ändert sich die Ausbeute an CO und H 2 qualitativ, wenn die Reaktions- temperatur gesenkt wird (Begründung) Seite 8
Aufgabe 4: (4 + 6 + 4 + 2 + 4 = 20 Punkte) Wirbelschichtreaktor In einem Wirbelschichtreaktor mit 12 m 2 Querschnittsfläche soll Braunkohlekoks vergast werden. Die näherungsweise kugeligen Koksteilchen haben einen mittleren Korndurchmesser von d K = 2 mm. Die Vergasung soll bei einer Temperatur von 800 °C unter Atmosphärendruck erfolgen. Fragen: 4.1 Im Betriebszustand (800 °C, 1,013 bar) soll die Wirbelschicht eine Höhe von 2 m haben. Die Porosität ε in der Wirbelschicht im Betriebszustand soll 0,6 betragen. Berechnen Sie den Druck, auf den die Einsatzgase verdichtet werden müssen, um die Wirbelschicht aufrecht zu erhalten. Der Druckverlust des Anströmboden wird dabei vernachlässigt. 4.2 Wie ändert sich der Druckverlust in der Wirbelschicht, wenn bei sonst unveränderten Bedingungen a) die Gasgeschwindigkeit auf die Lockerungsgeschwindigkeit herabgesetzt wird, b) der mittlere Korndurchmesser auf 4 mm erhöht wird (Annahme ε = konstant), c) die Masse des Wirbelgutes und damit die Höhe des Wirbelbettes um 30 % erhöht wird 4.3 Berechnen Sie den Korndurchmesser unterhalb dessen die Koksteilchen aus der Wirbelschicht ausgetragen werden. Rechnen Sie mit einem Widerstandsbeiwert c W = 7. 4.4 Überprüfen Sie den benutzten c W -Wert anhand der Beziehung c W = 24 / Re. 4.5 Berechnen Sie die Geschwindigkeit am Lockerungspunkt mit Hilfe des laminaren Anteils der Ergun-Gleichung. Die Porosität am Lockerungspunkt ε L beträgt 0,4. ( 1 – ε) ∆p 150 ------------------ 2 H η g ------ u 0 175 1 ---------- – ε ρ ⋅ u2 0 = ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ + , ⋅ ⋅ ------------- ⋅ H ε 3 d K 2 ε 3 d K Daten: - Scheinbare Dichte des Kokses: ρ K = 1000 kg/m 3 - Leerrohrgeschwindigkeit unter Betriebsbedingungen: (800 °C, 1,013 bar) u = 1,5 m/s Seite 9
Seite 1 und 2: Aufgabe 1 : (10 + 6 + 4 = 20 Punkte
Seite 3 und 4: Daten: M HCl = 36,5 g/mol R = 8,314
Seite 5: Fragen: 3.1 Was bedeutet autotherme
Seite 9: Aufgabe 5 (4 + 3 + 4 + 2 + 6 = 19 P

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