Baggrund
For at teste en katalysators aktivitet, altså evne til at udføre en bestemt reaktion, må man opbygge et testanlæg hvor forholdene fra virkeligheden kan simuleres. Haldor Topsøes katalysatorer benyttes ofte i meget store anlæg men det kan, af praktiske grunde, være nødvendigt at bygge en mindre opstilling hvor katalysatoren kan testes og vurderes inden den kommer på markedet. I denne opstilling er det vigtig at parametre som pakningstæthed af katalysator, temperatur, tryk, flow af gas etc. er sammenlignelige med parametrene i de anlæg hvor katalysatoren skal bruges. Der kræves ligeledes en pålidelig måde hvorpå aktiviteten af katalysatorerne kan bestemmes.
Herudover kan et mindre testanlæg benyttes som erfaringsgrundlag for at opbygge små reaktorer i fattige og mindre udviklede samfund, for at give dem muligheden for at lave katalytiske processer billigt og uafhængigt – en “bushreaktor” om I vil.
Flakkebjerg Efterskole har allerede en testopstilling fra foregående år, Flakkereaktoren, så denne opgave baseres på en videreførsel af tidligere elevers arbejde.
Opgave
Klargør Flakkereaktoren til test og optimer på denne ud fra parametre som I beslutter i gruppen. Det er vigtigt at I overvejer hvordan I skal opsamle data og udtage analyser undervejs i testen, og hvordan der skal analyseres på dataen efterfølgende. Hvordan kan man vurdere katalysatorernes aktivitet? Testopstillingen skal bygges sikkerhedsmæssigt forsvarligt således, at den kan teste katalysatorerne ved ca. 250 grader.
Test herefter på aktiviteten af de katalysatorer der fremstilles af ‘Katalysator fremstilling’-gruppen, som omdanner kulbrinte til CO2 og vand.
Parametre
Flow
Trykfald
Temperatur
Volumenbestemmelse
Dataopsamling
Analyser
Aktivitet
Sikkerhed
Volumen
For at bestemme aktiviteten af en katalysator er det afgørende at man har en god metode til at bestemme katalysator-pillens volumen. Dette er i dag en af udfordringerne som Haldor Topsøes ingeniører arbejder på, da det er vigtigt at metoden er pålidelig og reproducerbar uden at den katalytisk aktive overflade beskadiges.
Sikkerhed
Da I har med brændbare væsker og høje temperaturer at gøre, skal I tænke meget over hvor og hvordan I sikrer at der ikke opstår uheld. Hvilket sikkerhedsudstyr er nødvendigt og hvad er planen hvis uheldet alligevel sker.
Håndtering af anlæg
Haldor Topsøe har leveret tracing (opvarming) som er designet specifikt til vores Flakkereaktor. Manual: Tracing opvarmning af reaktor
Historie
Reaktorcasen er en af de oprindelige cases og har været i gang siden 2011.
Det første år førsøgtes der med en varmetrådsopvarmet lodret reaktor. Den blev feeded med et bøjet glasrør hvor glycerol blev indført og fordampningen tilførte kulbrinter.I toppen sad en CO2 måler, der målte om der skete en kemisk reaktion.
Den fungerede sidste dag, men glycerolen brød i brand og forsøget måtte indstilles.
Samtidig lavede en anden gruppe en bageovn med et rør igennem for at opnå de nødvendige 250 grader. De oplevede også en effekt, men den er ikke dokumenteret.
Allerede året efter gik Erling i gang med at lave en større reaktor med de elever der var på casen det år, der er lavet af gamle vandrør, så alt kan laves af eleverne selv, med almindeligt vvs værktøj.
Det er fundamentet for den reaktor vi bruger i dag. Den har mødt mindre forbedringer for år til år og kan nu måle temperatur, ethanol (som nu er det foretrukne fødeemne), tryk og CO2.
Erfaringer
2013 13Testanlæg
2014 14reaktor
2015 15Reaktor