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Organisationseinheit der BAM
Paper des Monats
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Die Präsentation zeigt in Bild und Video die Möglichkeiten auf dem BAM TTS zur Durchführung von Versuchen unterschiedlicher Gefährlichkeitsstufen auf. Sie wendet sich an potentielle künftige Kooperationspartner aus dem Bereich der zivilen Sicherheitsforschung (Polizeibehörden, Feuerwehr, THW, andere Forschungseinrichtungen), um deren Forschungsbedarf mit den an der BAM vorhandenen Testmöglichkeiten abzugleichen und so ebenfalls dem Aufbau von überflüssigen konkurrierenden Parallelstrukturen an anderen Forschungseinrichtungen vorzubeugen.
The selective gas phase oxidation of o-xylene was investigated inside of the explosion regime using a microstructured reactor. The V2O5/TiO2 catalyst was used as microfixed bed and as catalyst coating. There were no significant losses of the selectivity to phthalic anhydride with feed compositions up to 7 vol % o-xylene observable. Above 7 vol % the selectivity decreased due to total oxidation, especially for the microfixed bed, which was probably caused by a hotspot.
Investigations on primary, secondary and tertiary explosion protection have been performed for micro reactors with slit-like channels which are coated with catalyst. Ethene/oxygen mixtures have been used as model gas mixtures representing explosion group IIB (DIN EN ISO 16852). It could be shown that the explosion regime can be significantly reduced when using micro reactors (primary explosion protection). Furthermore, safe Operation inside the explosion regime is possible with micro reactors (secondary explosion protection), but, at certain conditions thermal runaway and ignition of detonations are possible. An unexpected behaviour has been found, because thermal runaway occurred when Volumetrie flow rate was increased. This behaviour is completely opposite to that of multi tube fixed bed reactors which show an increase of safety when increasing volumetric flow rate. Micro reactors can be constructed pressure-resistant even when detonations occur inside (tertiary explosion protection). For the example of o-xylene oxidation it could be shown that space time yield can be increased significantly when entering explosion regime.
Sicherheit µ-strukturierter Apparate: Untersuchungsmethoden zur Explosionsausbreitung (Gasphase)
(2010)
Are micro reactors inherently safe? - An investigation of gas phase explosion propagation limits
(2010)
Die Mikroverfahrenstechnik beschäftigt sich mit Apparaten, deren innere Abmessungen kleiner als ein Millimeter sind. Mikroreaktoren sind zurzeit Gegenstand intensiver Forschungsarbeit. Aus Sicht der chemischen Sicherheitstechnik besteht eines von mehreren Zielen bei der Entwicklung von Mikroreaktoren darin, schwer beherrschbare Reaktionen bei Reaktionsbedingungen zu realisieren, die in konventionellen Chemieanlagen wegen ihrer besonderen Gefährlichkeit nicht mehr beherrscht werden können. Der große spezifische Wärmeaustausch kann das thermische Durchgehen der Reaktion verhindern, die engen Abmessungen können die Ausbreitung von Explosionen unterdrücken. Bei mehrstufigen Synthesen kann die Lagerung giftiger oder zersetzungsfähiger Zwischenprodukte durch unverzügliche weitere Umsetzung in einem folgenden Reaktionsschritt vermieden werden. Der vorliegende Beitrag widmet sich sicherheitstechnischen Aspekten der Mikroverfahrenstechnik.