Kombinierte Begasung
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EKATO
Industrielle Photoreaktoren
Neue Synthesen durch befeuerte Photoreaktoren – schlüsselfertig aus einer Hand
Chemische Reaktionen können durch UV-Licht ohne Katalysatoren ausgelöst werden. Der EKATO Photoreaktor mit Rührwerk ist ideal für Mehrphasenreaktionen mit Flüssigkeiten, Gasen und Feststoffen.
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Christopher Jones
Project Manager Sales
EKATO Rühr- und Mischtechnik GmbH
Prozessberatung
Kontaktieren Sie uns noch heute, um direkt mit unserem Sales Project Manager in Verbindung zu treten und zu erfahren, wie wir den Wirkungsgrad Ihres Prozesses, Ihrer Ausrüstung und Ihrer Anlage insgesamt verbessern können.
Warum industrielle Photochemie?
Eine Vielzahl chemischer Reaktionen wird bei Temperaturen zwischen 100 und 250 °C durchgeführt, um eine schnelle Reaktion und damit eine hohe Produktivität zu erreichen. Bei diesen Temperaturen setzen jedoch bereits Zersetzungsprozesse mit entsprechenden Ertragsverlusten und unerwünschten Nebenprodukten ein.
Mithilfe von Katalysatoren können Reaktionen auch bei niedrigeren Temperaturen aktiviert werden, diese sind jedoch teuer in der Beschaffung und Handhabung. Die Photochemie bietet eine elegante Alternative und ermöglicht neue Synthesen. Nicht Wärme oder Katalysatoren, sondern die Energie des Lichts aktiviert die Reaktion, die dann bei Temperaturen weit unter 100 °C und oft sogar bei Raumtemperatur stattfinden kann. Durch dieses Verfahren werden Zersetzungs- oder Nebenprodukte auf ein Minimum reduziert oder entstehen gar nicht erst. Licht statt Wärme – dieses Prinzip lässt sich auf eine Vielzahl von Synthesen wie Chlorierungen, Sulfonierungen, Sulfoxidationen oder Nitrosylierungen anwenden.
Prozess
Produkt
Branche
Mehrphasig
Chlorierung
Zwischenprodukte, Lösungsmittel, C-PVC, Kautschuke
Spezialitäten, Polymere
l-g, l-g-s
Bromierung
Zwischenprodukte
Spezialitäten
l
Sulfoxidation
Zwischenprodukte, Sulfonsäuren, oberflächenaktive Stoffe
Spezialitäten, Konsumgüter, Polymere
l-g
Sulfochlorierung
Zwischenprodukte, Sulfonsäuren, oberflächenaktive Stoffe
Spezialitäten, Konsumgüter, Polymere
l-g
Nitrosylierung
Zwischenprodukte, Nylon 6 und 12
Spezialitäten, Polymere
l-g-s
Oxidation
Zwischenprodukte, oberflächenaktive Stoffe
Spezialitäten, Parfüms, Pharmazeutika
l, l-g, l-g-s
Isomerisierung
Zwischenprodukte
Spezialitäten, Pharmazeutika
l
Zwischenprodukte
Spezialitäten, Pharmazeutika
l
Polymerisation
Polymere
Spezialitäten, Polymere
l, l-g, l-g-s
Der schlüsselfertige EKATO-Photoreaktor
Der Photoreaktor mit Rührwerk von EKATO ermöglicht Synthesen durch Lichtenergie und eine fortschrittliche Rührtechnik, die hohe Umwälzmengen im Reaktor gewährleistet. Das Konzept dieses neuen Rührreaktors ist ideal für Mehrphasenreaktionen mit Flüssigkeiten, Gasen und Feststoffen. Er kombiniert hohe Produktivität und Flexibilität mit dem sicheren Betrieb eingetauchter Lichtquellen. Reaktoren bis zu 50 m³ werden mit diesem bewährten Design realisiert, und eine sichere Modellumrechnung durch unsere Spezialisten ermöglicht weitere Reaktorgrößen.
Photoreaktor mit Rührwerk
Die UV-Lichtquellen – Sicherer Betrieb
Bei den Lichtquellen handelt es sich um ATEX-zertifizierte Quecksilberdampf- oder LED-Lampenmodule, die wir über unseren Kooperationspartner Peschl Ultraviolet GmbH (den weltweiten Experten auf dem Gebiet der industriellen UV-Lichtquellen) beziehen. Die UV-Lichtmodule sind in Schutzrohren aus Quarzglas untergebracht, die durch Stutzen im oberen Teil des Behälters eingesetzt werden, wo sie auch mit der Stromversorgung und dem Kühlsystem verbunden sind. Diese UV-Tauchlampen haben eine Leistung von 5 - 60 kW. Daher ist eine Kühlung innerhalb des Glasrohrs erforderlich, da die empfindlichen Moleküle sonst durch hohe Oberflächentemperaturen beschädigt werden können. Industrielle Reaktoren sind mit 4 bis 20 solcher Rohre ausgestattet. Die Glasrohre mit ihren Lichtquellen sind im Rührwerkskessel hydraulischen und thermischen Belastungen ausgesetzt. Eine besondere Herausforderung ist dabei die sichere Befestigung der UV-Tauchlampen am Reaktor. Spezielle von EKATO entwickelte und patentierte Halter sorgen dafür, dass in jedem Betriebszustand keine unzulässigen Spannungen oder Schwingungen im Bauteil auftreten. Gefährliche Reaktanten werden selbst im unwahrscheinlichen Fall eines Glasbruchs sofort erkannt und gelangen nicht über die elektrischen Anschlüsse oder die Kühlung nach außen. Im EKATO Technikum wurde die Zuverlässigkeit dieser Auslegungen durch Prüfungen untersucht und in zahlreichen Einsätzen umfassend bestätigt.
Das Rührsystem – Hohe Umwälzmengen erforderlich
Die UV-Strahlung dringt nur geringfügig in das Produkt ein. Das Mischsystem wird individuell auf die Reaktionen zugeschnitten und sorgt durch die hohen Umwälzmengen dafür, dass die Reaktanten optimal zu den Lichtquellen transportiert werden. Das EKATO Combined Gassing System mit seiner selbstansaugenden Turbine wird für Anwendungen mit Begasung, wie z. B. Chlorierungsprozesse, eingesetzt. Gasförmige Reaktanten wie Cl2, O2 oder SO2 werden effizient dispergiert, um einen maximalen Stoffaustausch für hohe Raum-Zeit-Ausbeuten zu erreichen. Die homogene Verteilung von Feststoffen (z. B. Polymere) und die Abfuhr der Reaktionswärme sind ebenfalls eine wichtige Herausforderung bei der Auslegung von Behälter und Rührwerk. Dies wird durch den EKATO Photoreaktor optimal gelöst. Beim Einsatz von Gefahrstoffen, z. B. Chlorgas, stehen Fragen zum Dichtungs- und Sicherheitskonzept ganz oben auf der Prioritätenliste. Dabei ist es wichtig, das Gesamtbild im Auge zu behalten. Die Abdichtung der Rührwelle zur Atmosphäre ist ein Schlüsselelement für die Betriebssicherheit. EKATO setzt spezielle doppelt- oder dreifachwirkende Gleitringdichtungen oder sogar Magnetantriebe aus eigener Fertigung ein. EKATO Photoreaktoren können aus zahlreichen Materialvarianten hergestellt werden. Gängige Materialien sind: emaillierter Stahl, Edelstähle, Ni-Basis-Legierungen oder Titan.
Gesamtverantwortung als Ihr Komplettanbieter
Von der Beratung und dem Engineering bis hin zur Fertigung und Montage: Wir bieten alle Dienstleistungen rund um befeuerte photochemische Reaktoren für industrielle Anwendungen an. Als Komplettanbieter übernimmt EKATO die Gesamtverantwortung für die Steuerung Ihres Projekts durch alle Projektphasen. Spezielles Know-how und langjährige Erfahrung in der Auslegung und Lieferung von Rührreaktoren machen uns zu einem kompetenten Partner – von der Idee bis zur Inbetriebnahme einer photochemischen Produktionsanlage.
Modellumrechnung
Vom Labor bis zur schlüsselfertigen Produktion
Die Übertragung photochemischer Prozesse vom Labor in die Produktion erfordert fundiertes, interdisziplinäres Wissen und Erfahrung in Chemie, Physik und Verfahrenstechnik. EKATO bündelt das in den einzelnen Fachgebieten weit verteilte Wissen und bietet eine umfassende und kompetente Beratung im Bereich der photochemischen Rührreaktoren an.
Unser Leistungsspektrum umfasst
- Photochemische Prozessberatung
- Physikalische und fluiddynamische Simulation und Berechnung
- Durchführung optischer Messungen
- Prüfungen im Labormaßstab und in Pilotreaktoren (5 Liter und 50 Liter)
- Modellumrechnung und verfahrenstechnische Auslegung von Reaktoren
- Reaktormodellierung durch modernste CAE-Methoden (CFD, FEM)
- Reaktorbau
- Lieferung des schlüsselfertigen photochemischen Reaktors
- Montage und Inbetriebnahme
Unser Kundenversprechen
Unser Ziel ist es, unsere Kunden als Entwicklungspartner und Systemintegrator auf dem Weg von der Idee zur photochemischen Produktionsanlage konsequent zu unterstützen. Als Anbieter aus einer Hand übernehmen wir die Gesamtverantwortung für die Auslegung und Lieferung des besten Reaktorsystems für jeden einzelnen Kundenprozess.
Alles arbeitet perfekt zusammen, um Reibungsverluste und Kosten zu reduzieren. Wir reduzieren die Grenzflächen unserer Kunden bei der Planung einer photochemischen Produktionsanlage auf einen Ansprechpartner.
