Einsatz von Gittersensoren in Blasensäulen

V6.03

Einsatz von Gittersensoren in BlasensäulenL. Schlusemann1) (E-Mail: schlusemann@fluidvt.rub.de), G. Zheng1), Prof. Dr.- Ing. M. Grünewald1)

1)Ruhr-Universität Bochum, Lehrstuhl für Fluidverfahrenstechnik, Universitätsstraße 150, D-44801 Bochum, Germany

DOI: 10.1002/cite.201250178

Blasensäulen sind Mehrphasenapparate,die in der chemischen und biotechno-logischen Industrie aufgrund der ein-fachen Bauweise häufig Anwendungfinden. Durch komplexe Strömungs-strukturen ist es trotz verbesserter Strö-mungssimulationsmethoden nicht mög-lich, Blasensäulen ausreichend valideabzubilden. Ein wichtiger Parameter zurIdentifizierung der Hydrodynamik istder Gasgehalt innerhalb der Blasensäu-le. Zur Bestimmung werden nebenDrucksensoren auch optische Messme-thoden eingesetzt. Wegen der komple-

xen Auswertung optischer Signale sinddiese Techniken kosten- und zeitinten-siv. Drucksensoren sind robust, gebenallerdings lediglich Aufschluss über denintegralen Gasgehalt. Lokale Gasgehaltezur Identifizierung bestimmter Strö-mungsgebiete können nicht bestimmtwerden.

Durch den Einsatz von Gittersensorenals minimal-invasive Messmethode kön-nen lokale Gasgehalte mit einer hohenzeitlichen Auflösung ermittelt werden.Für Untersuchungen an einer Blasen-säule im Technikumsmaßstab wird der

Gittersensor an unterschiedlichen Hö-hen im Apparat eingesetzt. Die Ergeb-nisse zeigen, dass mithilfe von Gitter-sensoren die Vermessung lokalerGasgehalte möglich ist. Voraussetzungist die Kenntnis der zu verwendendenSignalauswertemethodik. Im Rahmender Forschungsarbeit ist ausreichend Er-fahrung gesammelt worden, um Gas-gehaltsprofile in Blasensäulen mithilfevon Gittersensoren bestimmen zu kön-nen.

V6.04

Modularisierung mehrphasiger ReaktorenProf. Dr.-Ing. M. Schlüter1) (E-Mail: michael.schlueter@tuhh.de), Prof. Dr.-Ing. M. Grünewald2), Prof. Dr.-Ing. U. Hampel3)

1)Technische Universität Hamburg-Harburg, Institut für Mehrphasenströmungen, Eißendorfer Straße 38, D-21073 Hamburg, Germany2)Ruhruniversität Bochum, Institut für Thermo- und Fluiddynamik, Universitätsstraße 150, D-44801 Bochum, Germany3)Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf e.V., Institut für Fluiddynamik, Bautzner Landstraße 400, D-01328 Dresden, Germany

DOI: 10.1002/cite.201250505

Modulare Apparatekonzepte sind seitkurzer Zeit Gegenstand aktueller Ent-wicklungsarbeiten in der Hochschul-und Industrieforschung. Der Hinter-grund der Aktivitäten ist hierbei dieMöglichkeit, chemische Produktionsan-lagen in Kapazität und Produktportfolioschnell und flexibel konfigurieren zukönnen. Auf diese Weise sollen kurzeAntwortzeiten auf sich veränderndeMarktbedingungen ermöglicht werden.Aufgrund der komplexen Wechselwir-kungen zwischen Hydrodynamik, Stoff-transport und Reaktion stellen Reaktor-systeme für Mehrphasenströmungenunter diesem Aspekt eine besondereHerausforderung dar. Bei einer gegebe-nen Produktionsmenge wird sich eine

Blasensäule anders verhalten als ein inModule unterteilter Blasenkontaktor. Soführt z. B. allein eine Verringerung desReaktordurchmessers bei konventionel-len Reaktorkonzepten in der Regel zueinem Wechsel des Strömungsregimes,wodurch eine direkte Vergleichbarkeitder beiden Konzepte nicht mehr gege-ben ist. Ein alternativer Lösungsansatzist die Verschaltung von Modulen mitbekannten hydrodynamischen und reak-tionstechnischen Eigenschaften zu ei-nem Gesamtapparat mit der gefordertenKapazität. Die einzelnen Module sindhierbei derart definiert, dass eine guteexperimentelle und theoretische Cha-rakterisierung möglich ist. Gegenstanddes Beitrags ist eine Übersicht zu den in

der Literatur beschriebenen Möglichkei-ten, Mehrphasenapparate, insbesondereBlasensäulen, modular zu strukturierenund diese Module zu charakterisieren.

www.cit-journal.com © 2012 WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim Chemie Ingenieur Technik 2012, 84, No. 8, 1223–1224

Abbildung. Begasungszone im Blasensäu-lenreaktor.

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