Re: 200 kJ pro Mol - Hää?

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Geschrieben von Werner am 28. Mai 2021 18:06:24:

Als Antwort auf: 200 kJ pro Mol geschrieben von Joachim S am 28. Mai 2021 16:15:44:

Moin Jo,

jetzt haste mich abgehängt. Chemiker rechnen mit mol, Verfahrensingenieure mit kg. Beide lachen jeweils über den andern. Also will ich mal üben:


260 kJ/kg CO2 sei die erforderliche Energie zum Verdichten. Wie im langen Text ausgeführt, komprimieren + transportieren.

1kg CO2 ist ein 1/44 kmol CO2, damit brauchen wir für die Verdichtung von einem kmol CO2 das 44-fache, also 11.440 kJ, oder pro mol - wie Du gerechnet hast - 11,4 kJ. Deine 200 kJ/mol verstehe ich nicht - vielleicht mal erläutern ??

Da der Kohlenstoff einfach im CO2 ist, bezieht sich diese Energie auch auf ein mol C, also 12 Gramm. Und wenn man das dann wieder umrechnet, kommen 11,4 kJ /12 pro Gramm raus, das sind etwa 1 oder pro Kilogramm Kohlenstoff eben 953 kJ.

Nun nehmen wir Deinem Rechenbeispiel folgend noch das Masseverhältnis von Kohlenstoff zu Methanol, also 12/32, mit an Bord und bekommen für ein kg Methanol einen Verdichtungsaufwand CO2 von 357,5 kJ/kg Methanol.

Bei 20.000 kJ/kg sind das 1,8% des Heizwertes, also weitaus weniger, als du gerechnet hast. Das allein reicht aber noch nicht, um Millionär zu werden. Im übrigen wird man wesentlich mehr, als nur das Doppelte an Energie brauchen, um CO2 aus der Luft zu holen. Sodann muß es ja noch auf Reaktionsdruck, da sind wir ja noch gar nicht. Und isotherm verdichten ist auch ein Traum, der nicht wahr wird.

Mal was praktisches dazu: bei der Methanolsynthese des Lurgi-Verfahrens, werden CO und H2 unter mildem Druck von 65 bar im Reaktor verbunden. Die entstehende Reaktionswärme ist enorm, so das der Reaktor gekühlt werden muß. Praktischerweise dient er als Dampferzeuger für die Dampfturbine, die den Rohgasverdichter (Turbomaschine) antreibt.

Kleiner Gag am Rande, wenn die Turbine ausfällt, muß der Dampf abgeblasen werden. 110 bar Dampf ist nicht teuflisch laut, sondern unterweltlich laut, also muß ein Schalldämpfer her. Dieser Schalldämpfer wird freilich nicht für 110 bar ausgelegt, auch wenn er dicke Wandungen hat. Als ich damals Werkstudent in der Raffinerie war, ist im Winter dieser Schalldämpfer zugefroren, Dampf kommt halt immer ein bißchen durch die Ventile und so passierte es. Als dann die Anlage mal "runter" mußte, ist der fette Schalldämpfer buchstäblich in die Luft gegangen und in drei Teilen wieder gelandet. Das Gewicht weiß ich nicht mehr oder habs nie gewußt, aber wir reden von ein paar Tonnen. Das eine Teil ist in die Maschinenhalle geflogen und hat dort Schäden angerichtet, die aber behoben werden konnten. Ein anderes Teil ist auf Freifläche nieder gegangen und hat nur geklötert. Das dritte aber, ist mit der Spitze voran durch das geparkte Auto des Betriebsleiters und weiter bis in den Boden eingedrungen. Man glaubt manchmal gar nicht, wie viel Schwein die Leute noch haben. Hat auch keiner gesehen, also keiner von den Pressefritzen, und so haben die Leute außerhalb höchsten mal ein "Bumm" gefolgt von extrem lautem Zischen gehört.

Um den gesamten Vorgang der Methanolherstellung energetisch beurteilen zu können, müssen alle Verfahrensschritte mit den entsprechenden Reaktionsenthalpien mit hinen, sonst kommt keine anständige Betrachtung dabei raus.

Gruß

Werner


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