Unsere Fachberichte aus Technik und Wissenschaft bieten zu zentralen Themen aus Verfahrens- und Anwendungstechnik konzentriertes Wissen und kompetente Erklärung von Zusammenhängen. Hier eine kleine Auswahl der verfügbaren Publikationen.
Physikalisch geschäumt auf der unveränderten Standardmaschine
Neues Verfahren war das technische Highlight auf dem Branchentreffen am Kunststoff-Institut Lüdenscheid – mit CO2 beladenes Granulat erzeugt Schaumstruktur im herkömmlichen Spritzgießprozess – Gasgegendruckverfahren gewährleistet Oberflächengüte. Am Kunststoff-Institut Lüdenscheid hält sich das Gerücht, man habe eigentlich ein neues Verfahren zur Kunststoffgranulattrocknung mit inerten Gasen gesucht. Aus den Ergebnissen ihrer Untersuchungen haben die Techniker dann gemeinsam mit der Linde AG ein neues, einfaches Schäumverfahren entwickelt. Dabei wird das Granulat während der Vorbehandlung unter Überdruck im Autoklav mit CO2-Gas behandelt.
Physikalisch geschäumt auf der unveränderten Standardmaschine
Umweltfreundliche Reinigung von Abwässern aus der Altpapierverarbeitung mit Hilfe von Sauerstoff.
Aufgrund der ständigen Erhöhung des Altpapieranteils bei der Herstellung verschiedener Papierprodukte werden die altpapierverarbeitenden Papierfabriken bei der biologischen Reinigung ihrer Abwässer mit immer höherer Belastung und immer mehr Störfaktoren konfrontiert. Das kann jedoch die Leistungsfähigkeit einer Kläranlage stark beeinträchtigen. Durch den Einsatz von technischem Sauerstoff können unter Beibehaltung der vorhandenen Belebtschlammverfahren die Betriebsstabilität erhöht und die Reinigungsleistung der Kläranlage verbessert werden. Mit der zusätzlichen Installation eines Eintragsystems für reinen Sauerstoff kann Belastungsstößen aus der Produktion wirksam begegnet werden.
Abwasserreinigung (PDF, 217.3Kb)
Altlastensanierung in Onsite-Regenerationsmieten.
Ehemalige Produktions-, Lager- und Umschlagstätten für die unterschiedlichsten Güter summieren sich heute in der Bundesrepublik zu der stolzen Zahl von über 50.000 Altlasten, von denen man nach heutigem Wissensstand ein erhebliches Gefährdungspotential vermuten muss. Organische und anorganische Kontaminationen gefährden Boden, Grund- und Oberflächenwasser.
Altlastensanierung (PDF, 170.3Kb)
Erstellung eines rechnergestützten Anlagenoptimierungssystems unter Verwendung des von der Linde AG entwickelten Prozesssimulators OPTISIMR.
Bereits in den 70er Jahren wurde im Hause Linde damit begonnen, ein leistungsfähiges Simulations- und Optimierungssystem OPTISIMR zu entwickeln. Seine Anwendung liegt in der Prozess-Berechnung, Prozess-Simulation und Prozess-Optimierung. Die mit Hilfe von OPTISIMR erstellten Rechenmodelle ermöglichen die wirtschaftlichste Lösung für Betrieb und Auslegung von Anlagen. Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Betriebsoptimierung einer Linde-eigenen Luftzerlegungsanlage unter der Verwendung von OPTISIMR.
Anlagenoptimierungssystem (PDF, 1784.1Kb)
Anreicherung von Kohlenwasserstoffen bei der Sauerstoffverdampfung unter Druck.
Im Rahmen einer internationalen Zusammenarbeit unter dem Dach der Compressed Gas Association, Inc. (CGA) hat der Verfasser an Empfehlungen zum Einsatz von gelöteten Aluminium-Plattenwärmetauschern für die Sauerstoffverdampfung unter Druck mitgearbeitet. Dabei interessierten in erster Linie Sicherheitsaspekte. Da die Zündung von Kohlenwasserstoffen im Kondensator bzw. im Verdampfer von Luftzerlegungsanlagen als die realistische potentielle Zündquelle für Aluminium angesehen wird, sollte die Anreicherung von Kohlenwasserstoffen aus der Prozessluft in Abhängigkeit von Verdampfungsdruck beurteilt werden. Das Ergebnis ist eine gute Nachricht für Betreiber von Druckverdampfern: Je höher der Sauerstoffdruck ist, umso geringer ist das Potential für eine Kohlenwasserstoff-Anreicherung. Das ergibt sich aus der ansteigenden Flüchtigkeit und größeren Löslichkeit der Kohlenwasserstoffe mit zunehmender Temperatur des siedenden Sauerstoffs. Trotzdem ist die Entfernung von Acetylen, Ethylen und C3+ -Kohlenwasserstoffen aus der Prozessluft unabdingbar.
Kohlenwasserstoffanreicherung (PDF, 2207.5Kb)
Anlagenoptimierungssystem (PDF, 1784.1Kb)
Durchflussmessung von flüssigem Wasserstoff im Bereich von 1 bis 10 m3/H.
Die Befüllung von Labor- und Fahrzeugtanks mit flüssigem Wasserstoff soll innerhalb weniger Minuten durchführbar sein, wobei die Vermessung der abgegebenen Menge den Kriterien des eichpflichtigen Warenverkehrs genügen soll. Der Prototyp eines geeigneten Durchflussmessers wurde mit einem Aufnehmer nach dem Coriolis-Prinzip aufgebaut. Dabei wird die Trägheitskraft bei einer Zwangsschwingung gemessen und direkt in fließende Masse umgerechnet. Die ersten Vermessungen auf einem gravimetrischen Prüfstand ergaben, dass die Anforderungen der PTB in den oberen zwei Dritteln des Messbereichs erfüllt werden. Konstruktive Verbesserungen sind in Arbeit.
Durchflussmessung (PDF, 1905,8Kb)
Nicht-kryogene und gefahrlose Entmethanisierung von FCC-Restgasen.
Erdölraffinerien sind einem starken Konkurrenzdruck ausgesetzt, der sie ständig zur Verbesserung der Kostensituation zwingt. Daher ist es naheliegend, alle Prozessströme innerhalb einer Raffinerie so zu verwenden, dass sie eine maximale Wertsteigerung erfahren.
Die Verwertung eines Fluids als Brennstoff kann immer nur die letzte Möglichkeit sein, da auf diese Weise ausschließlich der Heizwert gewonnen wird. Zudem ist der Brennstoffbedarf einer Raffinerie oft kleiner als das interne Angebot, wobei das Abfackeln überschüssiger Brennstoffe in den meisten Industrieländern nicht mehr oder nur noch sehr eingeschränkt zulässig ist. Dies ist ein weiterer Grund, weshalb Raffineriebetreiber stets nach Möglichkeiten suchen, aus Restgasen Wertstoffe zu gewinnen, statt sie zu verbrennen.
Entmethanisierung (PDF, 1076.3Kb)
Linde-Beteiligung am Eureka-Projekt 1535 MEDEA (Micro Electronic Developments for European Applications).
Die Fertigung hochintegrierter, elektronischer Schaltkreise ist ein komplexer Massenprozeß mit vielen Ausbeute-entscheidenden Einzelschritten. Aufgrund der Stückzahlen und der komplexen Prüfverfahren ist eine hundertprozentige Qualitätskontrolle auch nach kritischen Fertigungsschritten in der Regel nicht möglich. In MEDEA sollten eher anwendungsnahe Entwicklungen der aktuellen Halbleitertechnik betrieben werden. Allerdings sollte die Fertigungstechnologie dabei auch an 0,15 µm-Strukturen angepaßt werden. Dies wurde bei der Festlegung der Hauptthemen ("Core Competences") innerhalb MEDEA deutlich.
Linde-Beteiligung am Eureka-Projekt 1535 MEDEA (PDF, 2.1Mb)
Joint European Submicron Silicon Initiative.
Durch den erfolgreichen Abschluss von JESSI ist Linde Gas in der Lage, technologisch wettbewerbsfähige Angebote bei der Gasversorgung von Halbleiterherstellern abzugeben. Die Zeilsetzung von JESSI war es, die europäische Halbleiterindustrie und ihre Zulieferer an das technologische Weltniveau heranzuführen. Dieses und weitere Ziele wurden erreicht.
Eureka Projekt JESSI I (PDF, 1611.5Kb)
Eureka Projekt JESSI II (PDF, 1648.8Kb)
Exergieaufteilung für die Produkte aus einer Luftzerlegungsanlage.
Es wird eine Methode vorgestellt, die es erlaubt, durch Bezugnahme auf den ersten und zweiten Hauptsatz eine exergetische Aufteilung für die Produkte aus einer Luftzerlegungsanlage vorzunehmen. Im allgemeinen fallen prozessbedingt auch nicht nutzbare Produkte an (Abfallprodukte), deren Exergieanteile auf unterschiedliche Art und Weise zu Lasten der nutzbaren Produkte umverteilt werden können. Eine physikalisch begründete Exergieumverteilung wird in dieser Arbeit aufgezeigt.
Exergieaufteilung (PDF, 1612.4Kb)
Flaschenvorbereitung für Spezialgase.
Vor der Befüllung einer Gasflasche ist eine Reihe von Arbeitsschritten erforderlich, die wesentlich die Qualität des Endprodukts beeinflussen. Zu den einzelnen organisatorischen Maßnahmen gehören u.a. Sortierung der ankommenden Gasflaschen, Evakuieren, Spülen, sowie gegebenenfalls auch die Entsorgung. Die sachgerechte Vorbehandlung ist hierbei der Schlüssel zum Erfolg.
Flaschenvorbereitung für Spezialgase (PDF, 1187.8Kb)
Flüssigwasserstoff für Europa - die Linde-Anlage in Ingolstadt.
Im Hinblick auf die wachsende Nachfrage auf dem europäischen Flüssigwasserstoffmarkt errichtete die Linde AG, Werksgruppe Technische Gase, in Ingolstadt eine Reinstwasserstoffanlage mit einer Kapazität von 4,4 t/d, welche seit 1992 in Betrieb ist.
Die Anlage nutzt Raffinerierohgas, welches zunächst gereinigt wird. Anschließend kann das Wasserstoffgas wahlweise verflüssigt oder als Hochdruckgas abgegeben werden. An die Verflüssigung schließen sich eine Speicherung sowie eine Abfüllstation an.
Nachfolgend soll das Engagement der Firma Linde bei der Einführung und Nutzung dieses umweltfreundlichen Energieträgers in Europa dargestellt und die einzelnen Verfahrensschritte sowie die Hauptkomponenten der Reinstwasserstoffanlage näher beschrieben werden.
Flüssigwasserstoff (PDF, 1932.4Kb)
Verfahren zur Gewinnung von Rein-Argon aus Luft.
Die kryogene Luftzerlegung basiert auf einer Erfindung von Dr. Carl von Linde aus dem Jahre 1895, als es ihm mit einem einfachen Apparat erstmals gelang, Luft in technischem Maßstab zu verflüssigen. Dies war die Voraussetzung für die kryogene Luftzerlegung, wie sie heute noch in großem Stil zur Anwendung kommt. Bei der Gewinnung von Sauerstoff und Stickstoff aus Luft ist die gleichzeitige Gewinnung von Argon ein wichtiger Faktor.
Industrieservice von Linde - Einsatz technischer Gase.
Zum Bereich Industrieservice zählt man im Hause Linde Dienstleistungen, wie z.B. Molchen von Pipelines oder verschiedene Arten von Drucktests, bei denen technische Gase zum Einsatz kommen. Erweiterungen der Palette an Dienstleistungen stellen das GABLOW®-Verfahren und LINBLOW®-Anlage dar. Hierbei wird zum einen eine kostengünstige Alternative zur Reinigung und Sanierung von Pipelines, zum anderen die präzise Suche nach Lecks durch Einsatz eines neuartigen Lecktests möglich.
Einsatz technischer Gase (PDF, 881.8Kb)
Laser - ein neues Werkzeug für die Materialbearbeitung.
Die Materialbearbeitung kennt eine ganze Reihe von Verfahren, welche konzentrierte Wärmequellen als Werkzeug einsetzen. Besonders beim Thermischen Trennen, dem Schweißen und teilweise bei der Oberflächenbearbeitung ist dies der Fall. Bisher standen dafür Gasflammen, der elektrische Lichtbogen und der Plasmastrahl als erprobte Energiequellen zur Verfügung.
Seit Mitte der achtziger Jahre hat eine neue zusätzliche Wärmequelle mit einzigartigen Eigenschaften ihren Siegeszug in diesem Kreis angetreten. Es handelt sich dabei um eine Lichtquelle, den Laser.
Leistungssteigerung von Claus-Anlagen durch den Einsatz von Sauerstoff.
Das Nebenprodukt Schwefelwasserstoff aus der Erdölverarbeitung wird in Claus-Anlagen zu elementarem Schwefel umgewandelt. Die Anforderungen an die Tiefe der Entschwefelung werden vorallem durch die Umweltgesetzgebung bestimmt. Die Sauerstoffanreicherung innerhalb des Reaktors führt zu einer höheren Reaktionsgeschwindigkeit.
Leistungssteigerung von Claus-Anlagen (PDF, 1320.6Kb)
Linde Gas beliefert die WM-Stadien mit Kohlensäure BIOGON® C und sorgt dafür, dass die Fussball-Fans während der spannenden Spiele nicht dursten müssen.
Während der 64 Partien, bei denen jeweils mehrere hundert service-orientierte Mitarbeiter zum Einsatz kommen, werden drei Millionen Fans aus aller Welt an den Kiosken erwartet. Entsprechend vielfältig ist daher das kulinarische Angebot. Es reicht von den Stadionklassikern über regionale Produkte, die für den Standort sprechen, bis zu internationalen Spezialitäten. Dabei dürfen natürlich die entsprechenden Getränke nicht fehlen. Das in den Stadien frisch gezapfte Bier verdankt seinen richtigen Geschmack und das prickelnde Gefühl von Frische der beim Ausschank eingesetzten Kohlensäure. Kohlensäure für die Getränkeindustrie von Linde Gas wird unter dem Markennamen BIOGON® C vertrieben und aus natürlichen Quellen in Lebensmittelqualität gewonnen.
MAG Hochleistungsschweißen mit dem LINFAST® - Konzept.
Das MAG Hochleistungsschweißen hat sich seit Anfang der 90er Jahre unter dem Begriff T.I.M.E-Schweißen in Europa etabliert. Hierbei wird eine hohe Abschmelzleistung gegenüber dem konventionellen MAG-M-Schweißen erreicht. Durch den gezielten Einsatz der aktiven Gaskomponenten O2 und CO2 können die verschiedenen Lichtbogenarten kontrolliert eingesetzt werden.
MAG - Hochleistungsschweissen (PDF, 1359.8Kb)
Neues Verfahren zur Messung des ortho-para-Verhältnisses von Wasserstoff.
Wasserstoff existiert in zwei Modifikationen, als sogenannter ortho- und para-Wasserstoff, welche sich in ihren physikalischen Eigenschaften unterscheiden. Bei Raumtemperatur liegt eine Mischung aus 75 % ortho- und 25 % para-Wasserstoff vor, während bei kryogenen Temperaturen reiner para-Wasserstoff die energetisch günstigere Modifikation darstellt. In Wasserstoffverflüssigern müssen daher Katalysatoren eingesetzt werden, um während der Abkühlung und Verflüssigung des Wasserstoffs eine allmähliche Umwandlung freiwerdender Reaktionswärme zu einer erhöhten Verdampfung des flüssigen Wasserstoffs führt. Verbraucher von flüsssigem Wasserstoff erwarten daher von ihrem Gaselieferanten eine Flüssigwasserstoffqualität mit einem para-Gehalt von nahezu 100%.
ortho-para-Verhältnis (PDF, 4056.2Kb)
Neue Entwicklungen beim MSG-Schweissen von Ni-Werkstoffen.
In der Umwelttechnik, z.B. Entschwefelungsanlagen, im Kraftwerk- und Chemieanlagenbau werden zunehmend hochkorrosionsbestänige Ni-Werkstoffe eingesetzt. Neben den bisherigen Verfahren, E-, WIG, MSG und UP bieten sich das Verfahren MAGMp mit dem Einsatz der neuen Impulsstromquellen als flexibles und wirtschaftliches Verfahren an. Für den Einsatz dieses Verfahrens waren Schutzgase und Schweissparameter zu entwickeln, die ausreichende Korrosionsbeständigkeit und spitzerarmen Werkstoffübergang, gutes Benetzungsvehalten und geringe Heißrißneigung gewährleisten. Der neueste Stand der Entwicklung wird anhand von Beispielen dargestellt.
Metallschutzgasschweissen von Ni-Werkstoffen (PDF, 469.8Kb)
On-line In-situ Messung: Gasmonitor zur gleichzeitigen selektiven Bestimmung von O2 - und CO-Konzentrationen sowie Temperatur in thermischen Prozessen bis 1600°C.
Die Forderung, selektiv Sauerstoff, Kohlenmonoxid und Temperatur gleichzeitig dynamisch bis zu 1600°C on-line und in-situ zu messen, stellt eine grosse Herausforderung bei der Überwachung und Steuerung von thermischen Prozessen dar. Herkömmliche extraktive NDIR Messsysteme mit aufwendigen Entnahmesystemen zeigen sich in der Praxis wartungsintensiv, kostenträchtig sowie häufig von unzureichender Verfügbarkeit. Unterschiedliche Brennstoff - Lastverhältnisse und vor allem Stör - Hintergrundgase und andere aggressive staubbeladene Medien können nach dem heutigen Stand der Technik nur mit on-Line in-Situ LaserGas Monitoren kontinuierlich überwacht werden.
Zur Realisierung einer hohen Auflösung wurde der optische Pfad unter Verzicht auf Fiberoptiken so einfach wie möglich (Sender-Messgas-Empfänger) gewählt.
Soll zusätzlich noch zur Optimierung der Flamme selektiv das UV/IR-Spektrum erkannt werden, vor allem bei Abgasen mit unterschiedlichen Brennstoff Luftgemischverhältnissen, kann mit dem Fuzzy-Insight-Scanner parallel die Amplitudenfrequenz charakteristisch erfasst werden. Die dynamische Frequenzbestimmung stellt im wahrsten Sinne die Handschrift - Signatur - der zu überwachenden Brennerflamme dar.
On-line In-situ Messung (PDF, 1299.5Kb)
Prüfgase - Präzisionsgemische zum Kalibrieren von Meßgeräten
Prüfgase sind in der modernen Meßtechnik unentbehrlich und dienen zum Kalibieren physikalischer Meßverfahren, die sich nicht auf Grundgrößen zurückführen lassen. Als wichtiges Hilfsmittel in der Forschung und Entwicklung werden Prüfgase immer dann eingesetzt, wenn exakt gemischte Gase mit definierter Zusammensetzung erforderlich sind.
Mobile Rührkessel-Technikumsanlage zur Untersuchung von Gas-Flüssig-Reaktionen.
Der erweiterte oder neue Einsatz technischer Gase in Verfahrensschritten der chemischen Reaktionstechnik erfordert umfangreiche experimentelle Untersuchungen im Labor- und Technikumsmaßstab, bevor das Verfahren in den technischen Maßstab umgesetzt werden kann. Die technischen Gase, die für Reaktionen zum Einsatz kommen, sind z.B. Sauerstoff, Wasserstoff, Kohlenmonoxid und Kohlendioxid. Mit der von Linde entworfenen und gebauten mobilen Technikumsanlage können Gas-Flüssig-Reaktionen, die für die chemische oder pharmazeutische Industrie von Bedeutung sind, ausführlich untersucht werden. Aus den gewonnenen Daten zur Kinetik und Hydrodynamik lassen sich über Programme zur Prozesssimulation Aussagen über das Verhalten einer großtechnischen Anlage treffen.
Auswahl von Schutzgasen zum Schweissen und Formieren von CrNi-Stählen
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Die austenitischen CrNi- Stähle werden wie folgt unterschieden:
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austenitische Stähle mit/ohne Molybän
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austenitische Stähle mit besonders niedrigem Kohlenstoffgehalt zur Vermeidung der interkristallinen Korrosion
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Stabilisierte austenistische Stähle mit ebenfalls verbesserter Beständigkeit gegen IK
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sog. Superaustenite, die sehr gute Korrosionsbeständigkeit durch vollkommen austenitisches Gefüge aufweisen
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Austenitisch, -ferristische (Duplex-) Stähle.
Diese Stahlsorten zeigen durch ihr zweiphasiges Gefüge aus Ferrit und Austenit gute Beständigkeit gegen Spannungsrisskorrosion und Lochkorrosion bei gleichzeitig verbesserter Festigkeit und Zähigkeit. Das Ferrit-Austenit-Verhältnis beträgt idealerweiser 50/50.
Schutzgase für CrNi-Stahl (PDF, 341.4Kb)
Auswahl von Schutzgasen zum Schweissen von Stahlwerkstoffen.
Seit der Entwicklung der Schutzgasschweisstechnologie der 40er und 50er Jahre wurden von den Gaseherstellern zahlreiche Gasgemische für unterschiedliche Werkstoffe und Prozessvarianten des MIG- und MSG-Schweissens entwickelt. Um ein besseres Verständnis für die Entwicklung des Schutzgasschweissens zu bekommen, werden einleitend kurz die geschichtlichen Aspekte der Schweissprozesse und Schutzgase vorgestellt.
Stahlschutzgasschweissen (PDF, 186.2Kb)
Spurenfeuchtebestimmung in Gasen im Hoch- und Niederdruck.
In einer Literaturübersicht wurden sowohl die wichtigsten Messmethoden zur Spurenfeuchtebestimmung in inerten und Halbleitergasen einschließlich der Kalibrierung als auch die Verfahren zur Trocknung von Gasen, Apparaturen und Anlagen behandelt. Die verwendete Messanordnung gestattete Feuchtewerte alternativ bei Normaldruck oder bei Drücken bis zu 250 bar zu bestimmen. Die Kalibrierung erfolgte über einen Stickstoff-Gasstrom von 3 bis 18 bar abs., dessen Wasserdampfgehalt über ein Kältebad bei -78,5°C eingestellt wurde. Daraus resultierte ein niedrigster Kalibrierwert von 38 vpb, bei einem apparativ bedingten Feuchteuntergrund kleiner 10 vpb. Als Sensoren wurden druckfeste Aluminiumoxid-Fühler nach dem kapazitiven Messprinzip verwendet. Gase aus Druckgasflaschen wurden im Feuchtebereich zwischen 15 und 360 vpb vermessen, die Übereinstimmung unter Hoch- und Normaldruck lag besser als +/- 30%. Bei diesen Feuchtekonzentrationen gestattete die Messung unter Druck eine Minimierung des Gasverbrauchs. Weiterhin bietet diese Methode die Möglichkeit, den oberen vpt-Bereich zu erfassen, wenn bei Drücken über 100 bar gearbeitet wird.
Spurenfeuchtebestimmung (PDF, 2964.9Kb)
Wasserstoff - ein sauberer Energieträger.
Mit den zunehmenden Umweltbelastungen durch fossile Brennstoffe gelangt der Einsatz des sauberen Energieträgers Wasserstoff verstärkt in die öffentliche Diskussion. Im Folgenden wird auf die Gewinnung von Wasserstoff, die Verflüssigung, Distribution, Speicherung, sowie industrielle Anwendungen eingegangen.