Untersuchung von Tiefenfiltrationsvorgängen mittels Röntgentomographie

• Antragsteller: Professor Dr. Stefan Odenbach
• Fachliche Zuordnung: Strömungsmechanik
• Förderung: Förderung von 2013 bis 2018
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 234452889

Im Rahmen des Vorhabens sollen röntgentomographische Untersuchungen von Tiefenfiltrationsvorgängen durchgeführt werden, mit dem Ziel, die im Filterbett stattfindenden Abscheidungsmechanismen zu verstehen und die Abscheidungsprofile quantitativ als Funktion der Filtrationsparameter zu beschreiben.Dazu wurde in der ersten Projektphase ein Verfahren entwickelt, das es erlaubt röntgentomographische Aufnahmen von Filterbetten mit abgeschiedenen Partikeln quantitativ auszuwerten. Dabei ist es möglich für einzelne Pixel den Anteil verschiedener Spezies eines Mehrkomponentensystems zu quantifizieren und damit auch Abscheidungen zu analysieren, deren Größe unterhalb der Auflösungsgrenze des verwendeten Mikrotomographiesystems liegt.In der zweiten Projektphase sollen nun Abweichungen von den üblichen exponentiellen Abscheideprofilen, die wir in den Experimenten der ersten Phase gefunden haben, im Detail untersucht und bezüglich ihrer Entstehung verstanden werden. Dabei soll durch eine gezielte Zusammensetzung von Größenverteilungen der Partikel in den zu filtrierenden Suspensionen die Hypothese, dass der beobachtete, im Laufe der Zeit anwachsende Beladungsuntergrund des Filters durch die Polydispersität der Suspension hervorgerufen wird, überprüft werden.Zudem wurden in der ersten Projektphase Untersuchungen zum Einfluss von Luftblasen im Filterbett begonnen, die aufgrund ihrer technischen Relevanz in der zweiten Projektphase gezielt weiterentwickelt werden sollen. Als Gesamtziel des Vorhabens ist ein verbessertes Verständnis der Abscheidungskinetik in Tiefenfiltern und ihrer Abhängigkeit von zentralen Prozessparametern des Filtrationsvorgangs auf Basis mikroskopischer Informationen über die Abscheidungen und die Filterbettstruktur zu sehen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen