RT2/AnSi Klausuren an der Beuth Hochschule für Technik

a) Begasung von Fermentern

Systeme mit Feststoffkat (z.B. Claus-Prozess)

PVC-Herstellung 

b) kleine Tropfen: 

-großes A/V -> Guter Stoffübergang 

- geringe Reaktionsgeschw. -> lange Kontaktzeit ohne zusätzlichen Energieeintrag

große Tropfen: 

-große Reaktionsgeschw. -> leicht Abtrennung

- keine Emulgatoren zur Stabilisierung erforderlich

- zulässiger Fehlbereich: Bereich, in dem die Prozesseparameter T oder p den geplanten, für den Prozess geeigneten, Beeich verlassen, in den aber keine Schäden an der Anlage oder über sie hinaus auftreten und eine Rückführung in den Gutberich möglich ist 

auswirkungsbegrenzende Sicherheitsmaßnahme: Masnahme, die wirksam wird, wenn Schäden für Mensch oder Umwelt nicht mehr zu vermeiden sind, um das Ausmaß dieser Schäden zu begrenzen

adiabate T Erhöhung: Temperaturdifferenz, die in einem System erreicht wird, wenn der gesamte Ausgangsstoff in der Soll-Rkt umgesetzt wird und keine Wäre über Systemgrenzen fließt

Detonation: Explosion, bei der sich die Explosionsfront schneller ausbreitet als der Schall

Anwendung möglicher Operationen ->Fehlfunktionen

a) nicht: Das Zwischenpumpwerk fördert nicht

b) weniger: es werden weniger als 2*10^6 gefördert

c) mehr: es werden mehr als 5*10^6 gefördert

- Ursache: Ausfall der Pumpen

                   Verstopfung der Leitung

- Auswirkung: Austrocknen der biolog. Stufe

-> Absterben von Mikroorg.

Überlauf der Vorklärung

-Maßnahmen: redudantes Leitungs- /Pumpsystem 

über PLS stop Nachförderung in mech. Klärstufe und Wegförderung aus biolog Stufe

Im mittel stationär

-Lokale Unterschiede in

  - Temperatur

  - Konzentration 

  - Reaktionsgeschw.

- Wärmestrom über Behälterwand hängt von lokalen T-Gradienren ab, die vom idealer Mischung abweichen

- Toträume reduzieren effektives Apparatevolumen 

echt instationär

- Anfahrvorgänge

- Schwankungen im Betriebsparameter (z.B. Konz. der Edukte im Zulauf)

- Störungen

- Partikelgröße nicht proportional zu geometrischer Länge 

Bei Änderung der Apparateskalierung ändert sich die Partikelgröße i.d.R. aber nicht direkt proportional, da sie von spezifischen Leistungseintrag und anderen Größen abhängt. Daher ändern sich alle Größen die von der Partikelgröße oder spezifischen Oberfläche abhängen (z.B. Stoffübergangs- oder Reaktionsgeschw.) nicht proportional zur geometrischen Skalierung.

- Wärmeaustauschfläche ändert sich nicht proportional zum Reaktionsvolumen

Austauschfläche skaliert i.d.R quadratisch mit de Abmessung, Volumina hingegen kubisch. Das kann dazu führen, dass die freigesetzte Reaktionswärme nicht ausreichend schnell abgeführt werden kann (bei enotherme Rkt. umgekehrter Effekt)

a) 

g s  Kohleverbrennung in Wirbelschicht

l g (+s) Fermentation mit belüftung

g l

l l

l s

b) marangoni-Konvektion

    Tensidanlagerung

     Verformung

Vorgehen: Liste von Ja/nein-Fragen erstellt

Basis sind Musterlisten, früherer Listen, die ein Unternehmen existieren, eigene Erfahungen

Fragen weerden für untersuchten Entwurf/Anlage beantwortet

Einsatzbereich: Abgeschlossene Planungs- Oder Bauphase, wobei das zu 

Vorteil: mit geringem Zeit und Personalaufwand zu handhaben

Nachteil: nicht kreativ

täuscht nicht vorhandene Vollständigkeit vor

a) Mikromischung: Mischung auf molekularer Ebene

b) Thiele Modul: Verhältnis aus Reaktionsgeschwindigkeit und Geschwindigkeit der Porendiffusion. ermöglicht vorhersage des Reaktionsortes (oder der Eindringkräfte der Edukte) bei porösen Feststoffkatalysatoren

c) Risiko, das für Betroffene annehmbar und aus Sicht dritter zumutbar ist.

a) differentielle Bilanzen für Impuls, Masse, Energie

Turbulenzmodelle

Zusatndgleichungen /thermodyn. Modelle

Mehrphasenmodelle

b) Druck p und Geschwindigkeit w

c) Fehlerarten: Modellfehler

                          nummerischer Fehler (diskretisierung)

Rundungsfehler

Der Modellfehler sollte bestimmend sein

a) Brainstorming Methode: Szenarien werden in multidisziplinärer Gruppe hinsichtlich Auswirkung und Vermeidbarkeit diskutiert 

Ganzheitliche Betrachtung

in früher Planungsphase eingesetzt

b) Checklisten-Methode

nach Fertigstellung einer Planungs- /Bau- oder Wartungsschritts

PAAg oder Fehlerbaum

gegen Ende der Anlagenplanung, wenn prinzipiell alles fertiggestellt, aber kleinerer Änderungen noch möglich sind

a) homogen: Reaktion im Inneren einer Phase, Edukt oder Produkt wechselt Phase

z.B. enzymat. Reaktion in wässeriger Phase mit O2_Versorgung durch Belüftung

heterogen: Reaktion an Phasengrenzfläche

z.B. Rkt. mit Feststoffkatalysator (NH3-Synthese, kat. Stufe Claus-Prozess)

Bei unzureichender Mikromischung wird Reaktionsverlauf durch verfügbare Reaktionspartner bestimmt.

Annahme: Bereich mit reinem A neben Bereich mit reinem B

An Grenzen zwischen beiden Bereichen findet 1.Rkt. statt, dann nicht mehr möglich, da Trennschicht aus R zwischen A und B.

-> ausreichend Zeit für langsame Rkt. zwischen R und B, da A für B nicht verfügbar

-> Hauptprodukt S, während bei idealer Mikromischung Hauptprodukt R