Experimentelle und theoretische Analyse des hydrodynamischen und reaktionstechnischen Verhaltens geneigter Festbettdrehrohrreaktoren für Gas-Flüssig-Reaktionen

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Markus Schubert
• Fachliche Zuordnung: Technische Chemie
• Förderung: Förderung von 2010 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 181096315

Im Vorhaben zur experimentellen und theoretischen Analyse des hydrodynamischen und reaktionstechnischen Verhaltens geneigter Festbettdrehrohrreaktoren für Gas-Flüssig-Reaktionen wurde vom Antragsteller ein neues Reaktorkonzept entwickelt. Dabei wurden insbesondere die sich einstellenden Strömungsregime charakterisiert und experimentell der Nachweis einer Umsatzsteigerung bei stratifizierter Strömung erbracht.Die Fortführung des Vorhabens zielt auf die Entwicklung eines anwendungsorientierten und prädiktiven Modellierungsansatzes zur Beschreibung der Raum-Zeit-Ausbeute für verschiedene Drehrohrreaktordesigns mit stratifizierter Strömung. Als Grundlage des Gesamtreaktormodells dient das entwickelte Zweiphasen-Euler-CFD-Modell, mit dem die sich ausprägende stratifizierte Strömung simuliert werden können. Die Effekte der periodischen Be- und Entnetzung der Katalysatorschüttung werden durch Kopplung an ein Katalysatorpartikelmodell berücksichtigt. Voraussetzung für die erfolgreiche Gesamtmodellentwicklung ist eine systematische experimentelle Untersuchung der Kenngrößen der stratifizierten Strömung in Abhängigkeit von Reaktordrehzahl und -neigung, Eigenschaften und Durchsätzen der fluiden Phasen sowie von Packungsspezifikationen und Design des Drehrohrreaktors. Das Gesamtmodell soll anhand ausgewählter experimenteller Reaktionsstudien validiert und dann zur Identifikation besonders geeigneter Betriebsbedingungen herangezogen werden. Damit werden durch den Antragsteller die notwendigen Methoden zur Auslegung von Prozessen in Drehrohrreaktoren bereitgestellt.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen