Experimentelle Untersuchung zur Hydrodynamik der Partialoxidation von Isobutan in einem Mikroreaktor


Experimentelle Untersuchung zur Hydrodynamik der Partialoxidation von Isobutan in einem Mikroreaktor

Reichelt, C.

Die hydrodynamischen Eigenschaften eines zweiphasigen Gemisches aus Isobutan und Stickstoff wurden in einem Mikroreaktor experimentell untersucht. Dazu wurden eine Hochgeschwindigkeitskamera und eine spezielle Bildanalysesoftware verwendet, mit der Isobutan Gas Strömungen in einer Glaskapillare analysiert und ausgewertet werden konnten. Anhand der erhaltenen Ergebnisse konnten Rückschlüsse auf die Bedingungen der Isobutanoxidation in jenem Reaktor gezogen werden. Ziel war es, den Einfluss der betrachteten Parameter (Eduktströme und Betriebsdruck) auf die Zwei-Phasen-Strömung zu analysieren und zu verstehen. Spezielle Strömungsregime können dabei entscheidende Auswirkungen auf den Stofftransport und somit auf reaktionstechnische Kenngrößen wie Umsatz, Selektivität oder Ausbeute haben. Regelmäßige Taylor-Strömungen zeichnen sich in Mikrokanälen durch besonders gute Stoff- und Wärmetransporteigenschaften aus. Aus diesem Grund wurden die Parameter so gewählt, dass sich dieses Strömungsregime ausbildet. Durch diese Arbeit konnten die Strömungsregime der meisten der bisher durchgeführten Oxidationsexperimente als unregelmäßige Taylor-Strömungen charakterisiert werden. Darüber hinaus konnten die Einflüsse der jeweiligen Versuchsbedingungen auf die charakteristischen Kennzahlen der Taylor-Strömung ermittelt werden. Die Arbeit bietet aufgrund ihrer Ergebnisse eine wichtige Grundlage für die Durchführung der partiellen Oxidation von Isobutan im Mikroreaktor.

Keywords: Isobutan; Zweiphasenprozess; Taylor Flow; Charakteristik

  • Study thesis
    Hochschule für Technik und Wirtschaft Dresden, 2016
    Mentor: Thomas WIllms
    34 Seiten

Permalink: https://www.hzdr.de/publications/Publ-24893
Publ.-Id: 24893