Verfahrenstechnik für Dummies. Burkhard Lohrengel

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Abbildung 1.9 Abluftreinigung einer Ultramarinfabrik

»Besonders erwähnenswert ist das Beispiel einer sächsischen Ultramarinfabrik, die noch vor wenigen Jahren ihrer Waldumgebung ungemein gefährlich war, heute aber vollen Erfolg mit der Kombination von Entsäuerung mit Luftverdünnung erzielt hat. Die Abgase werden zunächst durch große, mit Kalkstein gefüllte Kammern mittels eines Ventilators hindurchgetrieben und so der ursprünglich sehr hohe Säuregehalt beträchtlich herabgesetzt, aber nicht ganz entfernt. Statt die Restgase durch den Schornstein in die Luft abzuführen, werden sie durch einen langen mit Birkenreisig gefüllten Holzkanal noch zu einer weiteren Waschvorrichtung, wo sie große, über Mühlräder stürzende Wassermassen passieren, geführt und schließlich durch die zahlreichen Ritzen einer aus losen Bretterbohlen gebildeten geräumigen Kammer an die Luft entlassen. Es entweicht nur ein feiner Nebel mit wenig Schwefelsäure beziehungsweise SO₃, der an Schädlichkeit nicht mit den ursprünglichen Schwefelsäuregasen vergleichbar ist«.

      Es handelte sich bei der Anlage somit um ein frühes verfahrenstechnisches Konzept, das aus Adsorption mit chemischer Umsetzung am Kalk, einem Biofilter (Holzkanal mit Birkenreisig), einer Absorption mit Wasser als Absorbens (Mühlräder) sowie einem Tropfenabscheider (Kammer mit Bretterbohlen) bestand, siehe Abbildung 1.9. Heutige Verfahrensingenieure werden sich ob dieser Anlagenschaltung vor Freude auf die Schenkel schlagen und aus dem Lachen nicht mehr herauskommen. Damals fehlten aber die wissenschaftlichen Grundlagen (die Sie spätestens nach dem Lesen dieses Buchs kennen werden), es wurde nur gebaut, was bekannt war. Und dass basischer Kalkstein Säure bindet, wusste man bereits damals. Auch Mühlräder waren bekannt, konnten daher wohl auch bei der Abgasreinigung nicht schaden.

      Chemische Produkte wurden in der industriellen Produktion immer wichtiger. So entwickelte der Chemiker Baekeland 1909 ein Verfahren zur Herstellung des ersten hochvernetzten duroplastischen Kunststoffs, des so genannten Bakelits. Im gleichen Jahr wird das Haber-Bosch-Verfahren zur Herstellung von Ammoniak großtechnisch entwickelt, die Grundlage für eine gewaltige weltweite Ertragssteigerung in der Landwirtschaft durch die wirtschaftliche Bereitstellung von Düngemitteln. Die Zusammenarbeit des Chemikers Haber, der die chemische Reaktion entwickelte, und des Ingenieurs Bosch, der für die praktische Umsetzung und die Beherrschung der hohen Drücke verantwortlich war, setzte hier Maßstäbe. Es wurde zunehmend deutlich, dass ein Ingenieur für die technische Umsetzung chemischer Verfahren erforderlich war. Ja genau: ein Verfahrensingenieur!

      Die Entwicklung der Verfahrenstechnik

      In Deutschland gab es im 19. Jahrhundert lediglich das Fachgebiet der chemischen Technologie, die Verfahrensbeschreibungen vom Rohstoff bis zum Endprodukt lieferte. Das Konzept der Unit Operations wurde erst 1893 von Lunge in Zürich und 1915 von Arthur D. Little am Massachusetts Institute of Technology (MIT) formuliert. Hier gab es ab 1880 auch den ersten Chemical Engineer. Erste Vorlesungen zur Verfahrenstechnik wurden in Deutschland 1928 von Kirschbaum an der damaligen TH Karlsruhe angeboten. Kirschbaum leitete ab 1941 das erste verfahrenstechnische Institut, das »Institut für Apparatebau und Verfahrenstechnik«. 1935 wurde vom VDI die »Arbeitsgemeinschaft für Verfahrenstechnik«, später »Fachausschuss Verfahrenstechnik«, ins Leben gerufen, die Verfahrenstechnik etablierte sich langsam als wissenschaftliches Arbeitsgebiet. Es dauerte, bedingt durch den 2. Weltkrieg, allerdings bis zum Jahr 1952, als in Aachen das erste Institut für Verfahrenstechnik gegründet wurde. Seit 1959 wird Verfahrenstechnik an allen bedeutenden technischen Hochschulen angeboten.