Untersuchung des Einflusses von Partikeln auf das Druckentlastungsverhalten schäumender Systeme [article]

Henrik Leimeister, Technische Universität Berlin, Technische Universität Berlin, Jörg Steinbach
2015
Verfahrenstechnische Apparaturen, die während des Betriebes oder in unerwünschten Störungsszenarien erhöhten Drücken unterliegen, sind gegen unzulässige und materialgefährdende Zustände mit Druckentlastungseinrichtungen zu schützen. Die Dimensionierung der hierfür verwendeten Apparaturen stützt sich auf experimentell validierte Modelle, die stark von der Art des betrachteten Systems abhängig sind. Für komplexe Systeme existieren jedoch wenige Studien, so dass eine genaue Auslegung nicht möglich
more » ... ist und stark konservative Abschätzungen Verwendung finden. Dies führt zu starken Kostenanstiegen und im Einzelfall unsicheren Systemzuständen. Ziel der Arbeit ist es daher zu untersuchen, inwieweit Partikel einen Einfluss auf das Druckentlastungsverhalten schäumender Systeme haben. Solche Systeme sind etwa bei heterogen katalysierten Reaktionen anzutreffen. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit werden die Ergebnisse von Aufwall- und Druckentlastungsexperimente präsentiert. Dabei werden vertiefend der Einfluss der Partikel auf die Schaumbildungsneigung, das Austragsverhalten und das Druck-Zeit-Verhalten der untersuchten Systeme betrachtet. Es werden Ergebnisse von schwach- und starkschäumenden Systemen in Anwesenheit und Abwesenheit inerter, sphärischer Partikel dargestellt. Die Ergebnisse der Experimente werden weitergehend hinsichtlich genereller Einflüsse der Partikel auf das Druckentlastungsverhalten untersucht. Hierzu wird das Konzept der normierten Absinkgeschwindigkeit ws entwickelt und präsentiert. Abschließend erfolgt mit Hilfe von Simulationen mit der Software Safire Vent die Untersuchung der generellen Eignung bestehender Modelle zur Beschreibung des Druckentlastungsverhaltens schäumender dreiphasiger Systeme. Es zeigt sich, dass Partikel verschiedene Einflussebenen auf das Entlastungsverhalten der untersuchten Systeme haben. Dabei erzeugen die Einzeleffekte stark variierende Gesamteffekte. Als Einzeleffekte werden aufgezeigt: 1. den Schaum destabilisierende Effekte einer Feststoffschicht am Behälterboden, 2. das Si [...]
doi:10.14279/depositonce-4324 fatcat:kuix4ixohze6nnmrr5offjcwr4