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4 Experimentelle Untersuchungen im Labormaßstab 98 Schwefelgehalt / ppm 20 10 0 1 2 3 4 Kraftstoffvolumen / (ml / g-Ads) tReg h 1 1,5 3 Zyklen 5 4 6 cS,0 ppm 324 315 318 vS,10 ml / g 2,99 3,78 4,16 wS,10 mg / g 0,75 0,92 1,02 Abb. 4-22: Einfluss der Haltezeit tH auf die kumulierte Durchbruchskurve mit einer 50 %(Vol.) Destillatfraktion des Kraftstoffs Jet A1-A bei TAds=20°C, LHSV = 1 h -1 , TReg= 400°C, GHSV = 655 h -1 Die Versuchsergebnisse zeigten eine mit der Haltezeit ansteigende Adsorptionskapazität. Wurde die Haltezeit von 3 h auf 1,5 h reduziert, verringerte sich die Adsorptionskapazität um 10 % und bei einer Haltezeit von nur 1 h um 26 %. Dies lässt den Schluss zu, dass die Regeneration nach 1,5 noch nicht abgeschlossen ist. Versuche mit einer Haltezeit von mehr als drei Stunden wurden nicht durchgeführt, da die Verfahrensanalyse ergeben hat, dass die damit benötigten großen Adsorbensmengen nicht sinnvoll sind (siehe Kap- 5.1.3). 4.6.8 Versuche zur Skalierung des Prozesses mit dem Adsorbens A-5 Für die Auslegung von Adsorbern für technische Anwendungen mussten die Auswirkungen der Partikelgröße sowie die des Durchmessers und der Länge der Adsorbensschüttung auf die Adsorptionskapazität untersucht werden. Darüberhinaus sind der Druckverlust in der Adsorbensschüttung, die Lebensdauer des Adsorbens und der Ölrückstand, der nach der Adsorptions in den Poren des Adsorbens verbleibt für die Prozessauslegung relevant. Die Ergebnisse der Laborversuche zur Bestimmung dieser Größen sind im Folgenden dargestellt. Der Einfluss des Durchmessers der Adsorbensschüttung dR auf die Adsorptionskapazität ist in Abb. 4-23 abgebildet.
Schwefelgehalt / ppm 10 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Kraftstoffvolumen / (ml / g-Ads) dR Mm 5 10 10 20 dp m 75-250 75-250 250-1000 250-1000 Zyklen 6 3 3 4 cS,0 Ppm 309 292 278 288 vS,10 ml / g 6,35 6,29 6,74 6,35 wS,10 mg / g 1,51 1,41 1,43 1,40 4.6 Adsorption Abb. 4-23: Einfluss der Reaktordurchmessers dR auf die kumulierte Durchbruchskurve mit einer 50 %(Vol.) Destillatfraktion des Kraftstoffs Jet A1-A bei TAds=20°C, LHSV = 1 h -1 , TReg= 500°C, GHSV = 655 h -1 , tH= 3h Die Versuche wurden mit zwei unterschiedlichen Partikelgrößen durchgeführt. Mit einer Partikelgröße von 75 – 250 m, die auch für die bisherigen Versuche eingesetzt wurde, konnte gezeigt werden, dass eine Vergrößerung des Reaktordurchmessers von 5 mm auf 10 mm keinen signifikanten Einfluss auf die Adsorptionskapazität hat. Die Unterschiede der kumulierten Durchbruchskurven waren geringer als die zugehörigen 95 %-Konfidenzintervalle. Anschließend wurde mit einer Partikelgröße von 250 – 1000 m nachgewiesen, dass auch eine weitere Vergrößerung des Durchmessers von 10 mm auf 20 mm keine signifikante Änderung der Adsorptionskapazität zur Folge hat. Als nächstes wurde die Schütthöhe des Adsorbens, also die Länge des Festbettreaktors lR variiert. Für Schütthöhen zwischen 150 mm und 650 mm sind die Versuchsergebnisse in Abb. 4-24 dargestellt. 99
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Zyklen 5 4 6<br />
cS,0 ppm 324 315 318<br />
vS,10 ml / g 2,99 3,78 4,16<br />
wS,10 mg / g 0,75 0,92 1,02<br />
Abb. 4-22: Einfluss der Haltezeit tH auf die kumulierte Durchbruchskurve mit einer 50 %(Vol.)<br />
Destillatfraktion des Kraftstoffs Jet A1-A bei TAds=20°C, LHSV = 1 h -1 , TReg=<br />
400°C, GHSV = 655 h -1<br />
Die Versuchsergebnisse zeigten eine mit der Haltezeit ansteigende Adsorptionskapazität.<br />
Wurde die Haltezeit von 3 h auf 1,5 h reduziert, verringerte sich die Adsorptionskapazität um<br />
10 % und bei einer Haltezeit von nur 1 h um 26 %. Dies lässt den Schluss zu, dass die Regeneration<br />
nach 1,5 noch nicht abgeschlossen ist. Versuche mit einer Haltezeit von mehr als<br />
drei Stunden wurden nicht durchgeführt, da die Verfahrensanalyse ergeben hat, dass die<br />
damit benötigten großen Adsorbensmengen nicht sinnvoll sind (siehe Kap- 5.1.3).<br />
4.6.8 Versuche zur Skalierung des Prozesses mit dem Adsorbens A-5<br />
Für die Auslegung von Adsorbern für technische Anwendungen mussten die Auswirkungen<br />
der Partikelgröße sowie die des Durchmessers und der Länge der Adsorbensschüttung auf<br />
die Adsorptionskapazität untersucht werden. Darüberhinaus sind der Druckverlust in der Adsorbensschüttung,<br />
die Lebensdauer des Adsorbens und der Ölrückstand, der nach der Adsorptions<br />
in den Poren des Adsorbens verbleibt für die Prozessauslegung relevant. Die Ergebnisse<br />
der Laborversuche zur Bestimmung dieser Größen sind im Folgenden dargestellt.<br />
Der Einfluss des Durchmessers der Adsorbensschüttung dR auf die Adsorptionskapazität ist<br />
in Abb. 4-23 abgebildet.