Bildungspilotanlagen für Umwelt- und Wasseraufbereitung
Laboranlage für CO₂-Abscheidung im Laboratoriumsmaßstab – Ausbildung in Grundoperationen
Artikelnummer : LPK-CEBJ
Preis variiert je nach Spezifikationen und Anpassungen
- CO₂-Produktkonzentration
- ≥ 90 % nach der Trennung
- Regenerationstemperaturbereich
- 100 °C bis 300 °C
- Zusammensetzung des Feedgases
- Stickstoff- und Kohlendioxidgemisch (typischerweise im Verhältnis 15:85)
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Einführung
Die Ausbildungspilotanlage für CO₂-Abscheidung (Unit Operations Pilot Plant) ist ein Laborsystem im Laboratoriumsmaßstab, das für Ingenieurfakultäten an Universitäten konzipiert wurde. Es simuliert die industriellen Prozesse der Kohlendioxid (CO₂)-Trennung, Adsorption und Gasreinigung. Durch die Nutzung eines Mehr-Turm-Systems zur Verarbeitung von Gasgemischen bietet diese Anlage den Studierenden praktische Erfahrungen in der Gas-Feststoff-Kontaktierung, Strömungsmechanik und Thermodynamik und überbrückt so die Lücke zwischen theoretischen Konzepten aus dem Hörsaal und praktischen Ingenieursanwendungen.
Um sicherzustellen, dass dieses System auf spezifische Lehrpläne und Forschungsschwerpunkte der Institutionen abgestimmt ist, bietet LABPARK anpassbare Optionen. Sowohl die Hardwarekonfigurationen (wie Reaktordimensionen, Sensorbereiche und Rohrleitungspläne) als auch die Softwaresteuerschnittstellen können an die einzigartigen akademischen und Laboranforderungen angepasst werden.
Wichtige didaktische Merkmale und Systemvorteile
- Simulation industrieller Prozesse: Veranschaulicht die Trennung von Stickstoff/Kohlendioxid-Gasgemischen, wodurch Studierende Produktkonzentrationen von ≥90 % CO₂ erreichen und industrielle Techniken der Kohlenstoffabscheidung untersuchen können.
- Mehr-Turm-Adsorptionskonfiguration: Verfügt über eine Vier-Turm-Trennanordnung, die das Studium kontinuierlicher zyklischer Operationen, Druckwechseladsorption (PSA) und Temperaturwechseladsorption (TSA) ermöglicht.
- Flexible Adsorbensaktivierung: Unterstützt die Zweimethoden-Aktivierung durch Vakuumpumpen und Hochtemperatur-(100–300 °C)-Inertgasspülung, um die Prinzipien der thermischen und Druckregeneration zu demonstrieren.
- Intelligentes offenes Steuerungssystem: Nutzt ein modulares elektrisches Steuerungssystem, das die 32-Kanal-Signalüberwachung und quellenoffene programmierbare Anpassungen für das praktische Training der Prozessregelung integriert.
- Präzise Analyseinstrumentierung: Ausgestattet mit mehrbereichigen Massendurchflussreglern und dedizierten N₂/CO₂-Gaskonzentrationsanalysatoren für die Echtzeitüberwachung und Datenerfassung.
- Robustes und mobiles Design: Konstruiert mit industriellen Edelstahlrohrleitungen und einem langlebigen, mobilen Rahmen aus Aluminiumlegierung mit verriegelbaren Rollen, was eine einfache Verlegung und Langlebigkeit in stark frequentierten LehrLaboren erleichtert.
Details & Teile
Technische Spezifikationen
| Parameter | Beschreibung / Fähigkeit |
|---|---|
| Zusammensetzung des Einsatzgases | Stickstoff- und Kohlendioxidgemisch (typischerweise Verhältnis 15:85 oder anpassbar) |
| CO₂-Produktkonzentration | ≥ 90 % nach der Trennung |
| Regenerationstemperaturbereich | 100 °C bis 300 °C über elektrische Heizmantelsteuerung |
| Regenerationsmethoden | Vakuumdesorption und thermische Inertgasspülung |
| Steuerschnittstelle | Modulare SPS mit 32-Kanal-Signalüberwachung und quellenoffener Programmierkapazität |
| Sensoren und Analysetools | In-line-Thermische-Massendurchflussmesser, elektronische Druckgeber und Zweigas-(N₂/CO₂)-Analysatoren |
| Strukturmaterialien | Korrosionsbeständige Edelstahl-(SUS304/316)-Rohrleitungen und ein Befestigungsrahmen aus Aluminiumlegierung |
Lehrplanzuordnung und Experimentiermodule
Die Experimentiermodule dieser Pilotanlage entsprechen Kernkonzepten der Lehrpläne für Chemie-, Umwelt- und Verfahrenstechnik.
| Experimentiermodul | Lernergebnisse der Studierenden | Relevante Lehrbuchterminologie |
|---|---|---|
| Adsorptionskinetik & Durchbruchsanalyse | Messung von Konzentrationsprofilen über die Zeit; Bestimmung der Durchbruchskapazität und Stofftransportzonen in Festbetten. | Gasadsorption, Durchbruchskurven, Stoffübergangskoeffizient |
| Desorption & Adsorbensregeneration | Vergleich der Vakuum-Thermoregeneration mit Inertgasspülung; Berechnung der Energieeffizienz und Desorptionsraten. | Sorbensregeneration, Thermische Desorption, Vakuumwechseladsorption |
| Zyklische Prozessauslegung & -steuerung | Konfiguration von Ventilumschaltsequenzen zur Einrichtung kontinuierlicher Trennzyklen; Anpassung der Zykluszeiten zur Optimierung der Ausbeute. | Auslegung zyklischer Prozesse, Druckwechseladsorption (PSA), Prozessregelung |
| Stoffbilanz & Ausbeutebewertung | Durchführung globaler Stoffbilanzen; Bestimmung der Gas-Trennrückgewinnungsraten und Reinheitsfaktoren. | Stoffbilanzen, Grundoperationen der Gastrennung, Trennfaktoren |
Abstimmung auf akademische Lehrpläne und klassische Lehrbücher
Diese Pilotanlage ist darauf ausgelegt, Kursarbeiten in den Bereichen Chemieingenieurwesen, Umwelttechnik und Energietechnik zu unterstützen. Die durch die Ausrüstung demonstrierten physikalischen Prozesse stimmen direkt mit den Standard-Grundoperationen überein, die in wichtigen ingenieurwissenschaftlichen Lehrbüchern beschrieben werden:
- Unit Operations of Chemical Engineering: Die Pilotanlage bietet eine konkrete Demonstration von Gasadsorptionsgleichgewichten, Stoffübergangskoeffizienten und dem Betrieb von Festbetten. Studierende können beobachten, wie sich Änderungen von Druck, Temperatur und Zulaufdurchflussrate auf die Form der Durchbruchskurven und die Gesamteffizienz der Stofftransportzone auswirken.
- Transport Processes and Unit Operations: Die Ausrüstung dient als physikalisches Modell zur Untersuchung molekularer Diffusion in Gasen, des Stofftransports über Phasengrenzen hinweg und konvektiver Transportphänomene in porösen Medien unter variierenden Temperatur- und Druckprofilen.
- Chemical Engineering Design: Durch die Analyse der Vier-Turm-Konfiguration, der Prozessleitungen, der Sensorplatzierung und der Regelkreise gewinnen Studierende praktische Einblicke in die Prozessauslegung, Instrumentierung, Rohrleitungsplanung und System Sicherheitsparameter.
Um spezialisierte Forschungsprojekte oder spezifische Lehrmethoden der Fachbereiche zu berücksichtigen, können sowohl die Hardwarearchitektur als auch die Softwaresteuerungsalgorithmen dieser Ausbildungspilotanlage angepasst werden. Dies stellt sicher, dass die Ausrüstung in bestehende Laborräume integriert wird und auf spezifische Lehrpläne abgestimmt ist.
Über LABP
LABPARK widmet sich seit über 20 Jahren der Unterstützung von Hochschuleinrichtungen weltweit und bietet hochwertige Ingenieurtrainingsausrüstung und Pilotanlagen. Wir konzentrieren uns auf sechs akademische und Forschungskernbereiche: Chemie, Chemieingenieurwesen, Biotechnologie, Lebensmitteltechnik, Pharmazeutische Technik und Umwelttechnik.
Unterstützt durch eine Produktions- und Forschungsbasis von 4,9 Hektar (49.000 Quadratmetern) hält LABPARK 209 technische Patente. Bisher haben wir mit mehr als 289 Universitäten und Hochschulen weltweit zusammengearbeitet und robuste, lehrplanorientierte Ausbildungslösungen geliefert, die die nächste Generation von Ingenieuren auf industrielle Herausforderungen vorbereitet.
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