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Dr. Swapna Singha Rabha
Experimental Thermal Fluid Dynamics
s.rabhaAthzdr.de

Dr. Markus Schubert
Experimental Thermal Fluid Dynamics
m.schubertAthzdr.de
Phone: +49 351 260 - 2627
Fax: +49 351 260 - 2383

HydroSBC - Hydrodynamische Untersuchungen in Suspensionsblasensäulen

Suspensionsblasensäulen werden vielfältig in der chemischen Industrie eingesetzt. Zu den bedeutendsten Synthesen mit Suspensionsblasensäulen zählen beispielsweise die katalytische Hydrierung von Öl, die Methanol-Synthese und das Fischer-Tropsch-Verfahren.

Im Vergleich zu Gas-Flüssig-Blasensäulen haben die Wechselwirkungen zwischen den Phasen in Gegenwart von Katalysatorpartikeln deutlich komplexere Einflüsse auf die Fluiddynamik. Insbesondere Blasenbildung, Blasenaufstieg, Gasholdup und Übergang von homogener zu heterogener Blasenströmung werden von dem Feststoffkatalysator in der Suspensionsblasensäule stark beeinflusst.

Ziel des Projekts ist es, verlässliche Richtlinien zur Einstellung optimaler hydrodynamischer Bedingungen in Suspensionsblasensäulen hinsichtlich Gasholdup, Blasengrößenverteilung und Strömungsregime in Abhängigkeit von den Katalysatoreigenschaften (z.B. Partikelgröße und Feststoffanteil) zur Verfügung zu stellen.
Dazu wird im Projekt die ultraschnelle Röntgentomographie eingesetzt, die Einblicke in die optisch unzugängliche Suspensionsblasensäule über einen weiten Bereich an Betriebsbedingungen erlaubt. Begleitet werden die experimentellen Untersuchungen durch CFD-Simulationen des dreiphasigen Gas-Flüssig-Fest-Stoffsystems mithilfe kommerzieller Löser (ANSYS).

Abb. 1: 3D-Darstelluing der Gasphasenstruktur anhand tomographischer Bilder. Abb. 2: CFD-Simulation des Gasholdups in der Mittelebende bei unterschiedlichen Feststoffkonzentrationen in einer Suspensionsblasensäule.


Referenzen


Förderung

Projektträger:Haushalt
Laufzeit:seit 09/11


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