Röntgendiffraktometer mit Tomographiestation, Kleinwinkelstreuoption und Hochdruck-Hochtemperaturreaktionskammer

点击翻译按钮获取中文摘要

Feste Katalysatoren sind dynamische Systeme, die sich mit ihrer geometrischen, elektronischen und Defektstruktur an die lokalen Temperatur-, Druck- und Konzentrationen in einem katalytischen Reaktor anpassen. Durch die so induzierte Veränderung der Katalysatorstruktur ändert sich die Kinetik der katalysierten Reaktion wodurch eine Rückkopplung an das Temperatur- und Konzentrationsfeld im Reaktor entsteht. Im Institut für Chemische Reaktionstechnik der TUHH wird ein neuartiger Forschungsansatz verfolgt, um die Dynamik fester Katalysatoren in Reaktoren aufzuklären. Mit neuen experimentellen Methoden werden die räumlichen Konzentrations- und Temperaturprofile in Festbettreaktoren aufgelöst. Mit in-situ und ex-situ Katalysatorcharakterisierung wird der Einfluss des lokalen chemischen Potentials im Reaktor auf die Katalysatorstruktur und Reaktionskinetik aufgeklärt. Durch Kopplung von Kinetik und physikalischen Transportprozessen in einem mathematischen Modell kann anschließend die Performance des Reaktors modelliert und optimiert werden. Das beschriebene Forschungsvorhaben ist ohne eine leistungsfähige ex-situ und in-situ XRD der Katalysatoren unmöglich. Zur Charakterisierung der Wechselwirkung von Strömungsvorgängen und chemischer Kinetik ist eine tomographische Rekonstruktion von Katalysatorschüttungen und strukturierten Katalysatoren essenziell.