Technische Ausstattung

Katalysatortestapparatur: Unter Laborbedingungen können Katalysatoren als Pulver oder in monolithischer Form im Modellabgas auf ihre katalytische Aktivität untersucht werden. Die reaktionstechnische Charakterisierung der Katalysatoraktivität erfolgt in einer Labordurchflussapparatur, die zwei Rohrreaktoren beinhaltet. Der Reaktor 1 dient zur Charakterisierung von Pulverproben, Reaktor 2 ist für monolithische Proben geeignet. Die Erwärmung der Proben findet konventionell mittels eines Rohrofens statt. Katalysatoren werden mit einem Modellgas beaufschlagt und daraus resultierende Temperatur–Umsatz-Kurven aufgenommen. Dabei sind beliebige Volumenströme, Gaszusammensetzungen oder Temperaturrampen einstellbar. Proben können bis max 800 °C untersucht werden mit Raumgeschwindigkeiten von min. 10.000 h-1 im Falle der Pulverproben und bis zu 120.000 h-1 für die monolithischen Proben. Bereits etablierte Gaskomponenten sind O2, CO2, H2O, CH4, CO, NO, SO2, N2, CH2O, NO2. 

 

Mobile Katalysatortestapparatur: Die mobile Katalysatortestanlage dient der (Langzeit-) Testung von Katalysatoren im Labormaßstab mit realem Abgas z.B. aus Biogas-BHKW. Die Anlage ist für monolithische Proben ausgelegt und arbeitet autark. Dabei wird Abgas über eine Sonde entnommen und durch einen Reaktor, in dem sich der Katalysator befindet, geleitet. Vor und nach dem Katalysator kann mit einem Gasanalysator die Änderung der Gaszusammensetzung aufgezeichnet werden. Zusätzlich wird über mehrere Thermoelemente die Temperatur vollumfänglich erfasst. Die Anlage ist in einem Anhänger aufgebaut und und kann entsprechend an verschiedenen Feldversuchsstandorten eingesetzt werden.

Festkörpercharakterisierung: Mit Methoden der Physi- und Chemisorption können texturelle und katalytische Eigenschaften sowohl von pulverförmigen als auch monolithischen Feststoffen bestimmt werden. Die Physisorption dient der Oberfläschen- und Porenanalyse im mikro- und mesoporösem Bereich. Dabei kann Adsorptiv und Messtemperatur variiert werden. Üblicherweise werden Stickstoffsorptionsisothermen bei 77 K aufgezeichnet. Die Chemisorption wird insbesondere zur Charakterisierung von Katalysatoren eingesetzt. Dabei unterscheidet man zwischen der volumetrischen und der dynamischen Methode. Die dynamische Methode beinhaltet neben der isothermen Pulstitration die temperaturprogrammierten Reaktionen (Reduktion, Oxidation, Desorption), welche über einen integrierten Wärmeleitfähigkeitsdetektor und ein optional nachgeschaltetes Massenspektrometer aufgezeichnet werden. Die Quecksilberporosimetrie ist eine Methode zur Bestimmung der Porengrößenverteilung zugänglicher Makro- und Mesoporen in Festkörpern. Die Technik beruht auf der druckabhängigen Intrusion von Quecksilber als nichtbenetzende Flüssigkeit in ein poröses Material. Das He-Pyknometer dient der Volumenbestimmung von Feststoffen unabhängig von der geometrischen Form. So können auch pulverförmige und poröse Stoffe untersucht werden. Unter Einbezug der Masse erhält man die Dichte der Probe. Nachfolgend sind mögliche Analysemethoden sowie Messbereiche unserer Geräte zu finden:

  • Physisorptions- und Chemisorptionsanalysen an Pulvern und Monolithen mit N2 (77K); Ar (87K) und H2O (293K) - Analyse spezif. Oberfläche und Porenvolumen; H2-TPR; CO-TPR; TPO; NH3-TPD
  • Hg-Porosimeter: Porenanalyse an Pulvern und Festkörpern im Bereich von 3,6 nm bis 1000 µm
  • He-Pyknometer: Dichtebestimmung von Pulvern, Granulaten, porösen Materialien und Mischungen mit einem Probenvolumen von 10-135 cm³

Verbrennungstechnikum: In unserem Verbrennungstechnikum befinden sich 12 Prüfstände, wo die Charakterisierung von Einzelraumfeuerungen, Biomassekessel und auch Biomassekochern möglich ist. Weiterhin steht entsprechende Emissionsmesstechnik zur Verfügung. Dazu gehören u.a. folgenden Geräte: Partikelanzahlmessung mit  SMPS, ELPI, NPET, Gravimetrische Staubmessung nach VDI 2066 mit I.T.E.S. von Paul Gothe, Charakterisierung gasförmiger Bestandteile  mit FTIR, Horiba Gasanalysator, FID. Darüber hinaus sind ausgewählte Biomassekessel zur Verbrennung von Holz und Reststoffen als auch mehrere Kaminöfen vorhanden. Mit diesen kann die Verbrennung verschiedener Brennstoffe als auch die Analyse von Abscheidern und Katalysatoren erfolgen.