Experimentelle Untersuchung und Modellierung der Löslichkeit von Kalkstein und Gips bei höheren Ionenstärken. Teil II: Einfluss von Carbonsäuren

In: Chemie Ingenieur Technik, (2004) ; Nr. 1-2, S. 132-138
Zeitschriftenaufsatz / Fach: Maschinenbau
Abstract:
Die Optimierung der Prozessbedingungen und des Verbrauchs an Betriebsmitteln bei der nassen Rauchgasentschwefelung mit Kalkstein als Reaktionsmittel und Gips als Reaktionsprodukt erfordert eine detaillierte Untersuchung und Modellierung der Feststofflöslichkeiten von Kalkstein und Gips. Die Modellierung des Lösungsverhaltens der Feststoffe erfolgt auf Basis des Aktivitätskoeffizientenmodells nach K.S. Pitzer. Die Verfasser erweitern dieses Pitzer-Modell zur Modellierung des Verhaltens schwacher Säuren in der Kalksteinwäsche. Dazu werden die Standardbildungsenthalpien von Calciumformiat, Calciumacetat und Calciumadipat ermittelt sowie die Pitzer-Parameter der Wechselwirkungen Ca(2+)/HCOO(-), Ca(2+)/CH3COO(-) und Ca(2+)/Adipat(2-) mittels Modellsystemen angepasst. Alle Systeme werden bei einer Temperatur von 25 Grad C und einem Druck von 103 kPa in einer geschlossenen Versuchsanlage untersucht. Für Ionenstärken bis etwa 6 mol/kg werden erstmalig die Parameter für die Wechselwirkungen Ca(2+)/HCOO(-), Ca(2+)/CH3COO(-) und Ca(2+)/Adipat(2-) für das Pitzer-Elektrolyt-Aktivitätskoeffizientenmodell angepasst und Werte für die freie Standardbildungsenthalpie von Calciumformiat, Calciumacetat und Calciumadipat bestimmt. Gips wirkt als Messsonde, die ein exakt auswertbares Signal liefert, andererseits aber das System kaum beeinflusst. Die im System mit Gips angepassten Parameter des Pitzer-Modells am System Ca(2+)/HCOO(-) und Ca(2+)/CH3COO(-) wurden in Systemen mit Kalkstein als Feststoff validiert. Die neuen Pitzer-Parameter ermöglichen eine genauere Kalkulation der Gleichgewichte bei der industriellen Rauchgasentwicklung

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