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Die Absorption als technisches Verfahren

Beispiele und Anwendungsgebiete.




Bei der Absorption werden Atome, Molekülverbindungen oder Ionen durch eine chemische Reaktion gelöst und in ein anderes Medium, das Absorptionsmittel oder "Absorbens", aufgenommen. Die innerhalb der Phase gelösten Elemente werden in ihrer Reinform innerhalb der Atomstruktur "eingebaut", was die Absorption von vergleichbaren chemischen Vorgängen wie der Adsorption oder der Filtration unterscheidet.

 

Einsatzbereiche

Durch die immer höheren Anforderungen der "Technischen Anleitung: Luft", die dem Bundesimissionsschutzgesetz zugrunde liegt, dringt das Verfahren immer stärker auch in solche Bereiche ein, wo eine Filterung oder Adsorption bisher ausreichend war, beispielsweise innerhalb der Metall verarbeitenden Industrie, insbesondere der Galvanik, in der Petrochemie und andere, durch Staub und Gefahrstoffe belastete Verarbeitungsbranchen. Reguliert werden unter anderem die Höhe der Feinstaub-Belastungen, Schwefel- und Stickstoffoxide sowie Fluorwasserstoff und andere Fluorverbindungen.

Das Absorptionsprinzip wird deshalb immer häufiger präferiert eingesetzt, weil das Verfahren bei hohen Gasreinigungsmengen im Allgemeinen wirtschaftlicher ist als vergleichbare Methoden, andererseits negiert der ständige Fluss die negativen Auswirkungen der schwächer werdenden Rückhaltefähigkeit und sorgt für größere Wartungsintervalle. Ein gutes Beispiel zum Vergleich ist die Aktivkohle. Die feinen Poren dieses häufig genutzten Adsorptionsmittels setzen sich bei Benutzung mehr und mehr zu. Ein vollständiges Ausschließen nicht erwünschter Luft- oder Flüssigkeitsbestandteile kann dann nicht mehr garantiert werden.

 

 

Funktionsprinzip

Am einfachsten erklären lässt sich die Absorption am Prinzip des Gaswäschers. Hier wird das zu reinigende Gas innerhalb einer definierten Kontaktstrecke mit der Waschflüssigkeit in Verbindung gebracht, die durch chemische Prozesse die unerwünschten Bestandteile löst und in sich aufnimmt. Während das weitgehend saubere Gas den Gaswäscher über den Kopf verlässt, sorgen der sogenannte Sumpf und ein am Ende des Kreislaufes angebrachter Tropfenfänger dafür, dass keine kontaminierte Flüssigkeit den abgekapselten Bereich verlässt. Je nach benutztem Absorptionsmittel, beispielsweise Wasser (H2O), Öl oder Kalkmilch können auf der Abluftseite Ergebnisse erzielt werden, die selbst den Anforderungen an Reinräumen genügen.

 

Verfahren und Anwendungsbeispiele für Absorbtionsmittel

Insgesamt gibt es vier häufig benutzte Verfahren, die sich im Prinzip kaum unterscheiden, wohl aber in der Nutzung des Absorptionsmittels. Dabei handelt es sich um das Rectisol-Verfahren (Absorbtionsmittel: Methanol), das Sulfosolvan-Verfahren (Absorptionsmittel: Natriumsarcosinat), das Sulfinol-Verfahren (Absorptionsmittel: Diisopropanolamin) sowie das Gasolan-Verfahren (Absorptionsmittel: N-Methylcaprolactam). Das auszuwaschende Gas bestimmt nicht nur das verwendete Verfahren, sondern auch das Waschmittel: Sollen beispielsweise Kohlenstoffdioxid, Carbonylsulfid oder Schwefelwasserstoff gereinigt werden, eignen sich außer Wasser und Pottaschelösungen auch die oben genannten Stoffe der verschiedenen Verfahren. Außerdem sind folgende Absorptionskombinationen möglich:

Wasserdampf -> Glycole

Ethin -> Aceton, Methylpyrrolidon, Dimethylformadid

Ammoniak -> Wasser

Schwefeltrioxid -> Schwefelsäure

Kohlenstoffmonooxid -> Cu-Salze

 

Bornitrid als Absorptionsmittel

Relativ neu ist die Anwendung chemisch und physikalisch veränderten Bornitrids als Absorptionsmittel. Dieses Verfahren hat eine Gruppe französischer und australischer Chemiker entwickelt, um beispielsweise große Gewässer von Gefahrstoffen zu reinigen. Obwohl es sich hierbei nicht um eine Gaswäsche handelt, nutzen die Forscher das Absorptionsprinzip, indem kleine Öffnungen zwischen die Atome des Bornitrids für die Aufnahme der unerwünschten Moleküle freigelassen werden. Die Forscher versprechen nicht nur, dass sich der verwendete Bornitrid-Festkörper nach Nutzung relativ leicht reinigen lässt, sondern besonders effizient Fremdmoleküle aufnimmt. In einem Experiment wurde ölverschmutztes Wasser innerhalb von zwei Minuten in Trinkwasserqualität gereinigt.

Das Bild wurde uns freundlicherweise von KAISER+KRAFT zur Verfügung gestellt.

 

Quellen:

Weiwei Lei, David Portehault, Dan Liu, Si Qin und Ying Chen:
Porous boron nitride nanosheets for effective water cleaning.
In: Nature Communications, (2013), DOI 10.1038/ncomms2818.

http://www.industrieweb.at/epapers/838210/files/assets/seo/page36.html

http://www.faz.net/aktuell/wissen/physik-chemie/absorptionsmittel-mit-bornitrid-gegen-oelverschmutzung-12197422.html

http://techni.tachemie.uni-leipzig.de/pdf/tcpraktikum/Absorption.pdf

http://www.bmub.bund.de/fileadmin/bmu-import/files/pdfs/allgemein/application/pdf/taluft.pdf

 


Aktualisiert am 10. Februar 2020.



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