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Über dieses Buch

Dieses Fachbuch erläutert die Vorgehensweise beim Planen und Bauen einer verfahrenstechnischen Anlage. Eine verfahrenstechnische Planung besteht aus der Berechnung und Auslegung von Apparaten, Maschinen und Hilfsanlagen sowie der Organisation des Planungsablaufs. Aus diesem Grund werden in diesem Werk auch die verfahrenstechnischen Berechnungen sowie der organisatorische Ablauf in der Praxis behandelt - unter Berücksichtigung der jeweiligen Vorschriften in dem Land und ergänzt durch zahlreiche Beispiele.
Ein Wärmetauscher, eine Kolonne oder ein Reaktor muss berechnet werden. Für die ausgelegten Apparate und Maschinen werden die Anfragen spezifiziert. Auch Rohrleitungen, Pumpen und Regelventile müssen ausgelegt werden. Hier ist Kreativität gefragt, Probleme müssen gelöst werden. Die Betriebsmittelversorgung muss sichergestellt sein. Auch die wirtschaftlichen Anforderungen müssen mit den physikalischen Gesetzen und den Vorschriften in den verschiedenen Ländern in Einklang gebracht werden.

Inhaltsverzeichnis

Frontmatter

1. Planung von verfahrenstechnischen Anlagen

Zusammenfassung
Zunächst wird beschrieben, was man unter Basic- oder Detail-Engineering und Projektmanagement versteht. Dann wird gezeigt, wie man die Aufgabenstellung für ein Projekt formuliert und welche Informationen für die Planung erforderlich sind und welche Vorschriften einzuhalten sind. Nach der verfahrenstechnischen Auslegung werden Aufstellungs- und Terminpläne erstellt. Es folgt die Kostenschätzung und die Wirtschaftlichkeitsüberptüfung. Die Genehmigung wird beantragt und es werden die Anfrage-Spezifikationen für die Apparate und Maschinen erstellt.
Manfred Nitsche

2. Betriebsmittelversorgung

Zusammenfassung
In diesem Kapitel wird behandelt, was bei der Beheizung mit Dampf oder organischen Wärmeträgern zu beachten ist und wie man das Heizen optimieren kann, wie man Anlagen mit Kühlwasser, Luft oder Kältemittel kühlt, was bei der Drucklufterzeugung zu beachten ist, wie man mit Inertgas Explosionen verhindern kann, wie man Vakuumanlagen auslegt und welche Vakuumpumpe optimal ist.
Manfred Nitsche

3. Rohrleitungsplanung

Zusammenfassung
Die Druckverlustberechnung von Flüssigkeiten und Gasen wird erläutert und die Kavitations-gefahr durch Absenken des statischen Druck bei hohen Strömungsgeschwindigkeiten. Es wird ferner gezeigt, was man bei der Armaturenauswahl und der Armaturen-Automatisierung zu beachten hat, wie man Wärmeverluste ermittelt und Begleitheizungen dimensioniert, wie die Schallgeschwindigkeit den Gasdurchsatz an Engstellen limitiert, wie man Pumpenvorlagen, Wehre und Ausdehnungsbehälter dimensioniert, was bei der Dimensionierung von Kondensatleitungen zu beachten ist, wie Druckstösse entstehen und wie man sie vermeiden kann.
Manfred Nitsche

4. Pumpen

Zusammenfassung
Für die Auswahl einer Pumpe benötigt man die Pumpenkennlinien mit der Förderhöhe und dem NPSH-Wert aufgetragen über der Fördermenge (Abb. 4.1). In diesem Kapitel wird gezeigt, wie man die Drosselkennlinien für 2 Pumpen parallel oder in Serie erstellt, wodurch Kavitation entsteht und wie man in der Flüssigkeit gelöste Gase berücksichtigt, wie man die Fördermenge durch Drossel- oder Drehzahlregelung variieren kann, was bei der Dimensionierung von Saug- und Druckleitung zu beachten ist, welche Probleme an Kreiselpumpen auftreten können.
Manfred Nitsche

5. Regelventile

Zusammenfassung
In diesem Kapitel wird behandelt, wie ein Regelventil funktioniert und welche Daten man für die Auslegung benötigt, wie man den erforderlichen kV – Wert ermittelt unter Berücksichtigung des Geometriefakors, welche Druckdifferenz unter Beachtung des Druckrückgewinnfaktors maximal im Regelventil zulässig ist, wie die Betriebskennlinie eines Regelventils unter Berücksichtigung des Druckverlustes in der Rohrleitung aussieht.
Manfred Nitsche

6. Rührbehälteranlagen

Zusammenfassung
Für die vielfältigen Rühr-Aufgaben werden sehr unterschiedliche Rührertypen eingesetzt. Es werden die Kriterien für die Rührerauswahl diskutiert und es wird erläutert, wie man den Leistungsbedarf von Rührern ermittelt, wie man den Wärmeübergang im Rührbehälter und in der Außenbeheizung berechnet, wie man die Zeiten für das instationäre Aufheizen und Abkühlen ermittelt.
Manfred Nitsche

7. Wärmetauscher für konvektives Heizen und Kühlen

Zusammenfassung
Es wird die benötigte Wärmetauscherfläche A für eine Wärmeleistung Q bei einer vorgegebenen Temperaturdifferenz Δt ermittelt. Es wird gezeigt, wie man bei der Auslegung von Wärmetauschern vorgeht, welchen Wärmetauschertyp man für die jeweilige Aufgabenstellung auswählt, wie man das treibende Temperaturpotenzial bestimmt, wie man die Wärmeübergangszahlen auf der Rohr- und Mantelseite berechnet, was den Wärmeübergang auf der Rohr- und Mantelseite beeinflusst, wie man die Druckverluste bestimmt, wie man die Wärmedurchgangszahl aus den Wärmeübergangszahlen ermittelt, wie das Temperaturprofil eines Wärmetauschers aussieht.
Manfred Nitsche

8. Kondensatoren zur Verflüssigung von Dämpfen

Zusammenfassung
Die Funktionsweise der unterschiedlichen Kondensator-Typen wird erläutert. Es wird gezeigt, wie man die Wärmeübergangszahlen bei isothermer Kondensation berechnet, dass Inertgas in den Dämpfen die die Wärmeleistung verschlechtert, dass die Wärmeübergangszahlen von Dämpfe-Gemischen deutlich schlechter sind als die von Einzelkomponenten und dass die Differentialkondensation Probleme bereiten kann.
Manfred Nitsche

9. Verdampfer

Zusammenfassung
Bei der Verdampfung unterscheidet man zwischen Blasensieden (Kettle-Typ), Strömungssieden (Thermosiphonverdampfer, Fallstromverdampfer) und Entspanungsverdampfung durch Druckabsenkung. Die Funktionsweise und die Auslegung der verschiedenen Verdampfertypen wird beschrieben.
Manfred Nitsche

10. Fraktionierung

Zusammenfassung
Für die Auslegung von Fraktionieranlagen benötigt man die Materialbilanz und das Dampf-Flüssigkeits-Gleichgewicht. In diesem Kapitel wird behandelt, wie man die für die Trennung benötigte Anzahl von theoretischen Böden und das erforderliche Rücklaufsverhältnis sowie die Kolonnenbelastung ermittelt. Zusätzlich wird die Auslegung von diskontinuierlichen Blasendestillationen und Blasenstrippern erläutert.
Manfred Nitsche

11. Absorptions- und Desorptionskolonnen

Zusammenfassung
Das Potenzial für den Stoffübergang beim Absorbieren oder Strippen ist durch die Abweichung vom Phasengleichgewicht bestimmt.
Für die Auslegung benötigt man das physikalische oder chemische Gleichgewicht. Es wird erläutert, wie man die Zahl der benötigten theoretischen Stufen und die erforderliche Waschmittel- oder Strippgasmenge bestimmt.
Manfred Nitsche

12. Abluftreinigungsverfahren

Zusammenfassung
In Abb. 12.1 sind die verschiedenen Verfahren zur Reinigung lösemittelhaltiger Abgasströme mit Kurzkomentaren zusammengestellt. Die verschiedenen Verfahren zur Entsorgung durch Verbrennen und zur Lösemittelrück-gewinnung durch Absorption, Adsorption, Kondensation und Membrantrennung werden mit ihren Einflussgrössen behandelt. Abschliessend wird auf eine Reihe von Planungsfehlern hingewiesen.
Manfred Nitsche

13. Mess- und Regeltechnik

Zusammenfassung
Es werden die verschiedenen Messmethoden zur Erfassung von Temperatur, Druck, Differenzdruck, Niveau und Durchfluss beschrieben und es wird gezeigt, wie die Regelung und Steuerung erfolgt.
Manfred Nitsche

14. Stoffdaten

Zusammenfassung
In diesem Kapitel sind einige der wichtigsten für eine Auslegung erforderlichen Stoffdaten bei 20 °C zusammengetragen. Im Internet können die Daten für den Temperaturbereich bis 200 °C abgerufen werden.
Manfred Nitsche

Backmatter

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