Wozu BERT 1 dient
BERT 1 erlaubt Grundlagenversuche unter definierten Bedingungen. Kunststoffproben werden portionsweise in einer geschlossenen Reaktionskammer erhitzt, während Sauerstoff durch Schutzgas verdrängt wird. So lassen sich Temperaturführung, Materialverhalten und Gasbildung nachvollziehbar dokumentieren.
Batch-Prinzip
Jeder Versuch ist ein abgeschlossener Durchlauf mit definierter Probe, Temperaturführung und Versuchsdauer.
Katalysatorzone
Die entstehenden Kohlenwasserstoffe können über verschiedene Katalysatoren geführt werden, um den Wasserstoffanteil zu beeinflussen.
Messstrecke
Temperaturen, Gasreinigung und Wasserstoffsensorik bilden die Grundlage für vergleichbare Versuchsdaten.
Prozessschema und Aufbau
BERT 1 verbindet Hauptreaktor, Katalysatorzone, Gasreinigung und Messsystem zu einer kontrollierten Batch-Strecke. Das Prozessschema zeigt die Grundlogik, der Aufbau darunter die wichtigsten Baugruppen.
Im Hauptreaktor wird das Kunststoffmaterial unter Sauerstoffausschluss auf hohe Temperaturen erhitzt. Die Polymerketten zerfallen dabei thermisch in kleinere Moleküle. Die Dichtheit des Reaktionsraums ist zentral, da schon geringe Sauerstoffmengen zu unerwünschter Oxidation führen können.
Die Katalysatorzone befindet sich im oder hinter dem Hauptreaktor. Das Reaktionsgas strömt durch ein Festbett, in dem weitere Spaltungs- und Reformierungsreaktionen stattfinden. Wichtige Anforderungen sind eine große Oberfläche, thermische Stabilität und mechanische Festigkeit.
Nach dem Reaktor werden die Produkte kontrolliert abgeführt, gegebenenfalls gekühlt und in Reinigungsstufen weiterbehandelt. Ziel ist eine definierte, reproduzierbare Messstrecke mit möglichst geringer Verfälschung durch Kondensate oder Feuchtigkeit.
Der gesamte Aufbau ist auf kontrollierte Bedingungen ausgelegt. Dichtheit, Schutzgasführung, Temperaturkontrolle, sichere Gasabführung und kontinuierliche Überwachung sind entscheidend.
- Arbeiten im Abzug
- Gasdichte Verbindungen und hitzebeständige Dichtungen
- Kein offenes Feuer im Umfeld des Versuchs
- Kontinuierliche Überwachung von Temperatur und Gasstrecke
- Kontrollierte Inertgaszufuhr über Druckminderer und Durchflussregler
Reaktionsgrundlagen und Katalyse
Bei der Pyrolyse werden lange Polymerketten ohne Sauerstoffzufuhr thermisch in kleinere Moleküle gespalten. Materialart, Temperatur, Verweilzeit und Reaktorführung beeinflussen, wie sich Gasphase, Kondensate und fester Rückstand zusammensetzen.
Rolle der Katalysatoren
Nickel- und eisenbasierte Katalysatoren unterstützen Spaltungs- und Reformierungsreaktionen. Untersucht werden unter anderem Nickel auf Aluminiumoxid, Eisenoxid auf Trägermaterial und Raney-Nickel.
Aktive Oberfläche
Eine große zugängliche Oberfläche schafft viele Reaktionszentren für die Umsetzung der Pyrolysegase.
Temperaturstabilität
Der Katalysator muss den hohen Temperaturen und wechselnden Gaszusammensetzungen standhalten.
Verkokung
Kohlenstoffablagerungen können aktive Zentren blockieren und die Wirkung des Katalysators verringern.
Versuchslogik
Probe vorbereiten
Masse, Materialart und Vorbehandlung werden dokumentiert.
Reaktor inertisieren
Das System wird mit Argon gespült, um Sauerstoff zu entfernen.
Pyrolyse durchführen
Die Probe wird erhitzt, thermisch zersetzt und die Gasphase nachbehandelt.
Auswerten
Sensorwerte, Rückstände, Kondensate und Beobachtungen werden verglichen.
Versuchsreihen mit BERT 1
Für vergleichbare Versuche wird jeweils nur eine begrenzte Zahl von Einflussgrößen verändert. Dokumentiert werden Material, Temperaturprofil, Haltezeit, Katalysator und beobachtete Produkte.
| Versuchsreihe | Variablen | Auswertung |
|---|---|---|
| Basisbetrieb | Temperatur, Haltezeit, Kunststoffprobe | Gasvolumen, Sensorwerte, Rückstand |
| Nickel auf Aluminiumoxid | Katalysatormasse, Position, Temperatur | H₂-Signal, Kondensate, Kohlenstoffrückstand |
| Eisenoxid auf Träger | Trägermaterial, Aktivphase, Haltezeit | Stabilität, Vergleichbarkeit, Gasbildung |
| Raney-Nickel | Temperaturfenster, Gaszusammensetzung | Reaktivität, Wasserstoffbildung, Verkokung |
