Thermische Verfahrenstechnik (Subject) / 7. Thermische Trennprozesse (Lesson)

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• Trennung von Flüssigkeitsgemischen => 3 Kategorien Flüssigkeitsgemische -vollkommen lösliche wie Wasser und Ammoniak -vollkommen unlösliche wie Wasser und Öl -teilweise lösliche wie n-Butanol und Wasser
• Warum und Wie (2) lassen sich unlösliche Gemische trennen? infolge ihrer unterschiedlichen Dichten durch Absetzen oder Zentrifugieren
• unlösliche Gemische: Dampfdrücke Abhängig? Gesamtdruck Def bei verschiedenen Zusammensetzungen -Dampfdrücke für Stoffe sind konzentrationsunabhängig  -Summe in Gemisch ist Gesamtdruck -für jede Zusammensetzung bei bestimmter Temperatur gleich
• lösliche Gemische -Dampfdruckverhalten -Größe mit Formel ist konzentrationsabhängig von Einzelkomponenten Molenbruch = nL  / (nL + ns ) L: Leichsiedender Bestandteil S: schwersiedener Bestandteil
• Was besagt das Raoultsche Gesetz? Partialdampfdruck pi eines Stoffes i über einer Mischung in Abhängigkeit von der Zusammensetzung der flüssigen Phase angibt: pi = p0i xi. Dabei sind p0i der Dampfdruck des Stoffes i im reinen Zustand und xi der Molenbruch in der Flüssigkeit.
• Pictet-Trouton-Regel Komponenten in löslichem Gemisch besitzen eine zur absoluten Temperatur proportionale Verdampfungswärme 
• Standardentropie nach Pictet-Troutonscher Regel 88 J / mol * K = dH / T
• Destillation Def Abtrennen eines oder mehrere Bestandteile aus einem flüssigem Gemisch durch Verdampfung der leichter siedenen Bestandteile mit anschließender Kondensation
• Zwei Arten Destillieren Anwendung Ablauf Einstromdestillation: -wenn Siedetemperaturen der Komponenten weit auseinander liegen -Einphasenstrom: Gewinnung des Dampfes direkt durch Kondensat als Destillat Rektifikation / Zweiphasenstromdestillation:  -Erweiterung um Trennsäule -vollständige Trennung von Gemischen wobei der in Trennsäule aufsteigende Dampfstrom durch den teilweise Rücklauf des Kondensats im ständigen Wärme- und Stoffaustausch an der Phasengrenze Dampf/Flüssigkeit steht 
• Destillation Def Kondensation des aufsteigenden Dampfes und Abführung als Erzeugnis
• Rektifikation Kondensat wird zumindest teilweise rückgeführt und nimmmt dort am Stoffaustausch wieder teil 
• Gleichgewichtsdiagramm -Was -Bedeutung der Diagonalen -die Konzentration des leichtersiedenenen in der Flüssigphase ist als Gleichgewichtskurve aufgetragen -Fällt die Gleichgewichtskurve mit Diagonalen zusammen, so haben Dampf und Flüssigkeit die gleiche Konzentration => destillative Trennung nicht mehr möglich -Je größer die Abweichung, desto einfacher Trennung 
• Wo wird Verdampfungswärme zugeführt, wo wird Kondensationswärme entzogen? Zwischenstufen -Zufuhr Verdampfungswärme am Boden -Entzug Kondensationswwärme Kühler In Zwischenstufen innige Durchmischung => neu einstellendes Gleichgewicht
• Rektifikation -Welche Reinheit wird erreicht? -Prinzip und Aufbau -Anreicherungen 95-99,9 % -Rücklauf eines Teils des Koppelproduktes  -in der Kolonne sind mehrere Stufen übereinander 
• Was ist Kristallisation? 4 zur Abtrennung kristalliner Feststoffe als Wertstoffe aus -nicht kristalliner Phase -aus Schmelze -aus Lösung -aus dampfförmiger Phase 
• Einsatzgebiete Kristallisation 5 -Zucker -Citronensäure -Kochsalz -Kalisalz -anorganischer Dünger
• Löslichkeitskurven Löslichkeit wird gegen die Temperatur aufgetragen nimmt teilweise zu und teilweise ab
• Felder (Über)Löslichkeitskurve 2 Linien 2 Kurven: -Löslichkeitskurve -Überlöslichkeitskurve Bereiche -unter Löslichkeitskurve: ungesättigte Lösung, stabiler Bereich -zwischen Löslichkeits- und Überlöslichkeitskurve: metastabiler Bereich; Neukeimbildung ist gering; die Impfkristalle wachsen  -über Überlöslichkeitskurve: labiler Bereich, Ausfall von Bodenkörper, übersättigt; Neukeimbildung hoch, Feinkornanteil nimmt zu 
• 3 Methoden um in das metastabile Gebiet einzutreten 1) Kühlungskristallisation: Temperaturreduktion 2) Verdampfungskristallisation: geringe Temperaturreduktion 3) Vakuumkristallisation: gleiche Temperatur
• Aufbau Kühlungskristallisation 3 Teile -Wärmetauscher -Rührbehälter -Kristallseperator

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