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Reaktionstechnische Untersuchungen zur Hydrierung von CO2 zu Fischer-Tropsch-Produkten

Beisswenger, Lucien (2020):
Reaktionstechnische Untersuchungen zur Hydrierung von CO2 zu Fischer-Tropsch-Produkten.
Darmstadt, Technische Universität, DOI: 10.25534/tuprints-00011518,
[Ph.D. Thesis]

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Dissertation Lucien Beisswenger_final.pdf
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Item Type: Ph.D. Thesis
Title: Reaktionstechnische Untersuchungen zur Hydrierung von CO2 zu Fischer-Tropsch-Produkten
Language: German
Abstract:

Bei der Hydrierung von CO2 zu Fischer-Tropsch-Produkten in einem einstufigen Prozess wird die endotherme reverse Wassergas-Shift-Reaktion mit der exothermen Fischer-Tropsch-Reaktion kombiniert. Dadurch kann das entstehende CO direkt weiter reagieren, wodurch das Gleichgewicht der reversen Wassergas-Shift-Reaktion zur Produktseite hin verschoben wird. Im Rahmen dieser Arbeit wurden Vorversuche in einem diskontinuierlich betriebenen Versuchsaufbau durchgeführt. Dabei konnten erste Erkenntnisse bezüglich der Druckabhängigkeit der Reaktion sowie der Produktzusammensetzung in Abhängigkeit von der Reaktionsdauer gewonnen werden. Weiterhin wurde eine Versuchsapparatur mit kontinuierlich betriebenem Reaktor in mehreren Iterationsschritten optimiert, um die Reproduzierbarkeit der Messdaten zu verbessern. Mit Hilfe der optimierten kontinuierlichen Versuchsanlage wurden reaktionstechnische Untersuchungen an unterschiedlichen Katalysatorsystemen durchgeführt. Anhand dieser Versuche gelang es, Zusammenhänge zwischen verschiedenen Reaktionsparametern und den entstehenden Produkten zu erkennen. Außerdem wurde ein Modellkatalysator auf Basis von anodischem Aluminiumoxid präpariert und kontinuierlichen Performancemessungen unterzogen. Die Charakterisierung der Katalysatoren erfolgte mittels Röntgendiffraktometrie, Argon-Physisorption, optischer Emissionsspektrometrie mit induktiv gekoppeltem Plasma, Rasterelektronenmikroskopie und energiedispersiver Röntgenspektroskopie.

Alternative Abstract:
Alternative AbstractLanguage
The hydrogenation of CO2 to Fischer-Tropsch products in a one-step process combines the endothermic reverse water gas shift reaction with the exothermic Fischer-Tropsch reaction. This allows the produced CO to immediately react further, shifting the equilibrium of the reverse water gas shift reaction towards the product side. Within the scope of this work, preliminary tests were carried out in a discontinuously operated experimental setup. First results were obtained regarding the pressure dependence of the reaction as well as the product composition as function of the reaction time. Furthermore, a continuously operated reactor was optimized in several iteration steps to improve the reproducibility of the measured data. With the optimised continuous experimental setup, reaction engineering investigations were carried out on various catalytic systems. These experiments allowed to identify correlations between different reaction conditions and the resulting products. In addition, a model catalyst based on anodic aluminium oxide was prepared and tested in continuous performance measurements. The catalysts were characterized by X-ray diffraction, argon-physisorption, inductively coupled plasma optical emission spectrometry, scanning electron microscopy and energy dispersive X-ray spectroscopy.English
Place of Publication: Darmstadt
Classification DDC: 500 Naturwissenschaften und Mathematik > 540 Chemie
Divisions: 07 Department of Chemistry > Fachgebiet Technische Chemie
Date Deposited: 15 Jul 2020 13:08
Last Modified: 16 Jul 2020 07:07
DOI: 10.25534/tuprints-00011518
URN: urn:nbn:de:tuda-tuprints-115186
Referees: Vogel, Prof. Dr. Herbert and Etzold, Prof. Dr. Bastian J. M.
Refereed: 15 June 2020
URI: https://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/id/eprint/11518
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