Experimentelle Untersuchungen zur Speziesumwandlung bei Absorption von CO2 in einer Blasensäule

Blasensäulenreaktoren zählen aufgrund ihrer einfachen Bauweise und ihres ausgezeichneten Wärme-und Stofftransportverhaltens zu einem der häufig genutzten Reaktortypen in der chemischen Industrie. Gegenstand aktueller Forschungsarbeiten innerhalb des DFG Schwerpunktprogramms 1740 „Reaktive Blasenströmungen“ ist die Untersuchung lokaler Transportprozesse, um das Verständnis über die Kopplung von Hydrodynamik und Stofftransport bei reaktiven 2-Phasenströmungen in Blasensäulen zu verbessern. Aufgrund limitierter Messtechnik stellt die Ermittlung von lokalen Konzentrationsfeldern und Stofftransportraten in dichten Blasenströmungen eine besondere Herausforderung dar. In diesem Beitrag werden experimentelle Untersuchungen zum Stofftransport am Beispiel der chemischen Absorption von CO2 vorgestellt, bei der die am HZDR entwickelte Gittersensormesstechnik zur Ermittlung der Konzentration und der Umwandlung ionischer Spezies eingesetzt wird. Für diesen Zweck konnte der Gittersensor anhand eines theoretischen Modells und Validierungsexperimente erfolgreich qualifiziert werden. Die experimentellen Ergebnisse der Stofftransportuntersuchungen in einem Blasensäulenreaktor zeigen die Stofftransportraten für verschiedene Eingangsparameter (z. B. Eingangskonzentration der Natronlauge und Gasdurchsatz des CO2) sowohl in Abhängigkeit des Radius als auch in verschiedenen Höhen des Reaktors.