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      Katalytische Abgasreinigung unter den Bedingungen der industriellen Niederdruckaufkohlung mit Acetylen

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          Kurzfassung

          Die Niederdruckaufkohlung von Stahl ist ein modernes Aufkohlungsverfahren, welches bei der Einsatzhärtung stark beanspruchter Bauteile eingesetzt wird. Die Niederdruckaufkohlung bietet im Vergleich zu anderen Aufkohlungsmethoden den Vorteil hoher Gleichmäßigkeit und Reproduzierbarkeit der Aufkohlungsergebnisse. Als problematisch bei diesem Verfahren ist jedoch vor allem die ungewollte, aber unvermeidliche Bildung von Polymeren und polyzyklischen Aromaten, wie z.B. Benzol und Naphthalin, anzusehen. Diese höheren Kohlenwasserstoffe kondensieren in den Rohrleitungen und lösen sich im Vakuumpumpenöl, was zu erheblicher Beeinträchtigung des Verfahrens führen kann. Der höhere Wartungs- und Reinigungsaufwand der Anlagen ist mit zusätzlichen Kosten verbunden. In der vorliegenden Arbeit soll ein Lösungsansatz zur katalytisch unterstützten Reinigung von Abgasen aus der Niederdruckaufkohlung von Stahl vorgestellt werden. Mit einer solchen Prozessstufe sollte es möglich sein, die Abgase aus der Aufkohlung direkt in für den Gesamtprozess unkritische Verbindungen umzusetzen. Um die Möglichkeiten einer solchen katalytischen Nachbehandlung zu überprüfen, wurde in einer geeigneten Versuchsapparatur zunächst das Aufkohlungsgas C 2H 2 unter ähnlichen Bedingungen wie bei der industriellen Niederdruckaufkohlung pyrolysiert. Anschließend wurde das entstehende Pyrolysegas in einen zweiten Reaktor geleitet, in welchem verschiedene Katalysatorsysteme zur Umsetzung der Pyrolysegase getestet wurden. Hierbei kristallisierte sich ein Katalysatorsystem auf der Basis NiCrLa/Al 2O 3 als besonders geeignet für die gestellte Aufgabe heraus.

          Abstract

          The low pressure carburization is a modern technique to create a hard wear resistant surface layer on top of ductile shock-resistant steel parts as e.g. gearwheels, diesel injector nozzles and pump housings. Low pressure carburizing offers excellent uniformity and reproducibility of the hardening results. However, in the process short chain hydrocarbon polymers and polycyclic aromatic hydrocarbons, such as benzene and naphthalene, are produced. These compounds tend to condense in the pipeline and in the vacuum pump oil, leading to a reduction of the performance of the carburizing plant. As a result of this condensation, the plant needs to be cleaned regularly. This will incur extra cost and also reduce plant availability. Aim of the investigation was to find a suitable procedure for the treatment of higher polycyclic aromatic hydrocarbons produced during vacuum carburizing of steel. In a laboratory scale apparatus, which operates at 1200 mbar, the carburizing gas C 2H 2 with a partial pressure of 10 mbar was mixed with Nitrogen and pyrolysed and the generated pyrolysis gas converted in a downstream catalytic bed reactor, where different catalyst systems were tested. The NiCrLa/Al 2O 3 catalyst system showed a complete conversion of the higher pyrolysis products in the off gas to soot and hydrogen at 800 °C.

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          Mechanisms of catalyst deactivation

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            The mechanism of the homogeneous pyrolysis of acetylene

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              Catalytic decomposition of biomass tars: use of dolomite and untreated olivine

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                Author and article information

                Journal
                htmd
                HTM Härtereitechnische Mitteilungen
                Carl Hanser Verlag
                0341-101X
                2194-1831
                2007
                : 62
                : 2
                : 77-84
                Author notes

                Dipl.-Ing. Gelase Mbadinga Mouanda, geb. 1975, Studium Chemieingenieurwesen an der Fakultät für Chemieingenieurwesen der Universität Karlsruhe. Nach dem Diplom im Jahre 2003 Wiss. Mitarbeiter am Engler-Bunte-Institut, Bereich Chemie und Technik von Gas, Erdöl und Kohle, Universität Karlsruhe (TH).

                Dipl.-Ing. Frank Graf, geb. 1974, Studium Verfahrenstechnik an der Fakultät für Chemieingenieurwesen der Universität Karlsruhe. Nach dem Diplom im Jahre 2001 Wiss. Mitarbeiter am Engler-Bunte-Institut, Bereich Chemie und Technik von Gas, Erdöl und Kohle. Seit 2005 Leiter der Technologieberatung Gas der DVGW-Forschungsstelle am Engler-Bunte-Institut der Universität Karlsruhe (TH).

                Dr.-Ing. Siegfried Bajohr, geb. 1969, Studium Chemieingenieurwesen an der Fakultät für Chemieingenieurwesen der Universität Karlsruhe. Nach dem Diplom 1996 Wiss. Mitarbeiter, seit 2003 Akademischer Rat am Engler-Bunte-Institut, Bereich Chemie und Technik von Gas, Erdöl und Kohle, Universität Karlsruhe (TH).

                Prof. Dr.-Ing. Rainer Reimert, geb. 1943, Studium Energie- und Verfahrenstechnik an der Fakultät für Maschinenwesen der TU Berlin. Nach dem Diplom im Jahre 1969 Wiss. Assistent am Rudolph-Drawe-Institut für Brennstofftechnik der TU Berlin, dort Promotion im Jahre 1976. Von 1974 bis 1994 bei dem Anlagenbauer Lurgi in Frankfurt am Main in verschiedenen Positionen tätig, zum Schluss als Abteilungsdirektor verantwortlich für Prozessentwicklung. Seit 1994 Ordinarius am Lehrstuhl für Chemie und Technik von Gas, Erdöl und Kohle am Engler-Bunte-Institut der Universität Karlsruhe (TH).

                Vorgetragen von G. Mbadinga M. auf dem HK 2006, 62. Kolloquium für Wärmebeahndlung, Werkstofftechnik, Fertigungs- und Verfahrenstechnik, 11.-13. Oktober 2006 in Wiesbaden.

                Article
                HT100408
                10.3139/105.100408
                © 2007, Carl Hanser Verlag, München
                Page count
                References: 25, Pages: 8
                Product
                Self URI (journal page): http://www.hanser-elibrary.com/loi/htme
                Categories
                Fachbeiträge/Technical Contributions

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