Masterarbeit (abgeschlossen)

Valentin Benedikt Seithümmer

Charakterisierung der Flüssigkeitsverteilung in strukturierten Packungen

Absorptionsverfahren werden schon seit mehreren Jahrhunderten für verschiedene Prozesse in der Verfahrenstechnik verwendet. Besonders in Bereichen der Chemie und des Umweltschutzes ist dieses thermische Trennverfahren allgegenwärtig. Eine stetige Weiterentwicklung für die Optimierung dieser Grundoperation ist in der heutigen Zeit unumgänglich, um Ressourcen sparen und einen effektiveren Trennungsgrad erzielen zu können. Ein wichtiger Aspekt dabei ist die Betrachtung der Phasenverteilung in der Absorptionskolonne. Denn im Gegensatz zur Theorie sind in der Praxis Reaktoren nicht ideal durchmischt. Es treten Konzentrationsunterschiede, Randgängigkeit, Kanalbildung und andere Maldistributionen auf, die einen idealen Stoffaustausch verhindern und somit den Absorptionsvorgang negativ beeinflussen. Es gibt viele Methoden diese Maldistributionen zu untersuchen, z.B. eingebaute Flüssigkeitssammler unterhalb der Packung oder tomografische Messungen mittels Röntgen- oder Gammastrahlung.

In dieser Arbeit soll eine vergleichsweise neue Messtechnik zur Untersuchung eines Mehrphasengemisches genutzt werden. Ein Gittersensor, welcher sich direkt unterhalb der Packung befindet, misst den elektrischen Leitwert der verschiedenen Fluide. Aufgrund der unterschiedlichen Leitwerte der Fluide ist eine Differenzierung und Detektierung der Phasen problemlos möglich, um die Fluidverteilung im Querschnitt analysieren zu können. Für die Analyse wird das bestehende Messverfahren neu beurteilt und optimierungspotentiale werden herausgestellt. In einem zweiten Schritt wird die Einflussnahme einer sich ändernden Gas- und Flüssigkeitsbelastung auf das Verteilungsverhalten von Fluiden in einer Absorptionskolonne herausgearbeitet.