ISBN 978-3-8439-4656-8

978-3-8439-4656-8, Reihe Verfahrenstechnik

Philipp Hamberger
Aerosolbildung in Gas-Flüssigkeitskontaktapparaten

187 Seiten, Dissertation Karlsruher Institut für Technologie (2020), Softcover, A5

Zusammenfassung / Abstract

Durch den simultanen Wärme- und Stofftransport in Gas-Flüssigkeitskontaktapparaten kann die Gasphase einen Übersättigungszustand erreichen. In der Folge können Aerosoltropfen im Gas entstehen. Sind zusätzlich Feststoffpartikel im Gas vorhanden, genügen bereits kleine Übersättigungen, um diese Keime für die heterogene Kondensation zu aktivieren. Die so gebildeten flüssigen Tropfen folgen den Stromlinien des Gases und können dadurch ungewollt in nachfolgende Prozessstufen geschleppt werden. Das vorgestellte Simulationsprogramm AerCoDe hilft dabei Betriebsbedingungen zu identifizieren, bei denen es zu Aerosolbildung kommen kann. Außerdem ist es in der Lage die Zusammensetzung und Größe der entstehenden Aerosoltropfen vorherzusagen.

In dieser Arbeit werden unterschiedliche Parameterstudien mit AerCoDe gezeigt. Wichtige Ergebnisse dieser Untersuchung sind eine Abschätzung des relevanten Bereichs der Anzahlkonzentration an Keimen, sowie der Einfluss unterschiedlicher Betriebsbedingungen von Kontaktapparaten auf die Intensität der Aerosolbildung.

Weitere Simulationen werden für binäre und ternäre Gemische aus anorganischen Säuren mit Wasser durchgeführt. Als Beispiel für ein ternäres System werden Stoffdatenkorrelationen für das Gemisch aus HCl, HBr und H2O an Messdaten aus der Literatur angepasst. Zur Untersuchung des Einflusses einer Dampfdruckerniedrigung über der Waschflüssigkeit werden Simulationen für die Absorption von Chlorwasserstoff in Natronlauge durchgeführt. Dabei werden wichtige Kriterien aufgezeigt, um Aerosolbildung zu verhindern. Für polydisperse Aerosole werden ebenfalls Rechnungen mit Chlorwasserstoff durchgeführt und mit Simulationen für monodisperse Aerosole verglichen.