fluiddynamik und stofftransport in gepackten blasensäulen
TRANSCRIPT
���������� ��� �� �������� ���� �������� ���������������� ��������� �� ������ ��� �� ��� ��
��������� �� ����� ������� ������������ ����� �� ������������ ��� �������� ����������
���� ��� �������� ���� ��� ������ ��� �� ����� � ����� ������ ��� ��� ��������������
���� ��� � ����� ������������ ������������! ��� ������� ��������� �������� ��� ���
"������ ��������# ���� �������� ��� ��� ������ ���$���� �� ��� %������ ����� �����������
������� �� ��� ����� �� � �� ��������! &� � ��� ���� ���'��� "������ ��� ��� �� �����
��� (����� "������� �������� ��� ���������� � ������ ���� ����������� ���� �������
��� �����!
! "� ����������
)� ������ ����� ��� ��� �������� ��� *������������������� ��� ��� ���+(��������������������� ��� ��� ����������������������� ����� ��� ����� ���� ������� �� ��� ���������� ���! �� ���� ��� �������� ��������������� ! �! ��� ����� ,��������� ��� � ��� "��������� �� -���������� �� ��� (������������� �� %���������� ������ � �������� ����.����������������� � �! � ����� ��� �������� ������������ ��� %�����������! &� � ��(��� ��� ������� ������ ����� ���� �� � ������������������� ����� ��� ��� /�����������������# �! �! 0����1����&�������# ��� 0�������� ���! ��� � ���� ��� �������������������� ��� 0����1����&������� ���$�� � �! ���0������������ ��������� ������# �������� �������������� ��� � ���� �$��� ��� �������+(������������������ ���� �� ��2����������!
��� ���� ����� �� ��������� �������������� ���� ����� ���� � ����� ��2���������������� ��� �� ���� ��� ��������� ���3������ ����� ��# ���� �� ����� � ��� �����������������# ! �! ��� � ����# �$��� �������� ������ �� ���� ������# �! �! ���� �������� ���� /���������������� �� ����� � ���������������� ����� �������� � ������! )� (�������� �������� ������������ �� ���� ������� �� ������ ������ ������ ���� ��� � ������� �������# ����� � ��� �� �������� 0��������������� ����� ��� ���������� ��� ����� ����� ��� ������������ ������ � �����456! ��������� �� ����� ������� ������������������ �� �� � ����� ��# ��� %���� �� ��� ���������� -��� ��� ��������� � ����������� �! ��� �������� ����� ������� ��� � ��������� ��� �� ��� ������������ ������� �� ��������� "������ ���� ���'�� � �����������!
(� ����� &�� ��� ��� ����������������� ������� �� � ��������� ��� ���� �� �����������
47# 86! ��� �������� �� "������ ����� ������������ ��� ��� ����� �� ��� ������������ ��������! ��� � ���� ��������� -��� ��� ��� ����� ���� (��$������������� ������ �� ���� %����� �� ��� ���� �� � ��� 0 ������� ���� ������� �� 496! ������ ����� ����� �� ����� ��� *�'��������������� ���/���� �� ��� �� ���� ��� &������# �� �������� ������ ����� ��������� ����� ��������� ������� ��� ����!
��������� ������� ����� �� � �� �������� %��� �����������# ��� ��� �������� :����������� � ������������� ��� ���� � ����� ������ ������ ������������! )� �������� � ����������� ��� ��������� 4;6 ���� ���� �����-����$����� �������� ����� �� � ��� (��������� ����� ���� ������� ���� ����������� ��������$������ � ��� �� ���! )� ����� �������������������� ������ �� ����� �������� ������������ ������������������ ��������� <#9 �=5 �� ���� �� ������������ �������� "������ ��� 5< �8 �� ���������!
���� ������� �� ��� �� ����� � ��� �� ������ /���� ��� �! �! ��� %������� ��� "������� ������������� �� &������! .�� �� ������ �� ���� �� ������ 0������������ � �� ���� ���&����������� � ��� �� ��� ����� �� ��� ��� ��� ������ ��� ��� �� ��� �� ��� �� ����� �� &����� �� ���������! )� (�������� ������� ���������� �� (���������� �� �����"���� �������� �����������!
# $�����%���� �� ���&����%�'%����
��� "���� �� ������ �� ����� /������������������ ��� �������# �! &��! 5! ��� �������� ���&����������� ���� ��� ���� �� �����������# ���������� ��� ����� �������� ��� ����� ��� �������� ��� ;< �� ��� ����� /���� ��� 7 �#����� ����� �� ���� �������� &�� ������ ��
(� )����� �%��&��%�� ��� � � ��&��%�� *�%��%����&����� ��� ��� ������+��'����&�� ��&������ �� ��� ��&��%,��������� �&������� ��%������� ���� �����%��&���� �'� ��� ��&����� �����
5>59 ������ ������� ������ ����� ��� ��� ���������������
���������������� � ���� ���� �!�" !���� #�$" % ��� &#�'� ��������
()�* �������+��������������
���+(�������������! ��� ��� ����$���� �������� ��� ����� �� � ����! ���� ��� (����������� ������ ��� �������� �� ����� �� ���/������'���� ���������� ��������������� ������ ��# �� ������ (��� ��� ����� ��� � �!����� ����� ��� ?��� ! ��� (�������� ������ %���� �������# ��� �������� ���� ��� �������� ��� �� "������� ��������!
(� ��� "���� �� ������ �������� �������� %��� ����������� ��� (�! ��� �� �������� ��� ���� ��� 3������ �� ��� 5@<< �7+�8
����� ����� %������ ������� ��� 9@ ����� ����� ,$�� ��� ;; �� �������� �! �� ��������� � � ����# ���� A��� �� ��� �� B<C�������� ��� �������������� ������ � ���������� ����! ���� ����� ��� :��������� ��������� ��� �������� � ������ ��� ��������#�� ��� ��� ����� �� �������� ������������������ ������� ���� �������� ������! ������ ����� �� ������������ ���� ��� ���������� �� ������� �� 0��� ��� ����������� ������� ����# �� ��� 0������������ ��� ������ � ����������! ��� �� ������������ ������������� �� ��� ������# ���� ��� 0������������ ��� �� ��� ���� �� 0��� �������������������� ������ �� ��� *���� ��� �� ��� �������!
��� ���������� ��� "������ �������������������� ��� ���� ���'��������� �� ����������� ���� ��� (���������� ��� ,���� ��� ��������� *����� ����� ����������� ������� D558)����� �� ��� (���������� ��� 59&������ ��� ��������E! F��� ��������� ����������� *��������� ��������# ����� ����� ��� �,��� ������� ��� ����# ���� ��� ����������������� ��� ������ ������ ��� ,$��� �������� ��� ����������� ��������� ��� ��� �������������� �����������!
��� ���������������������� ������ �������� ����������� .������������������� �� � /���� ��� "��� 4@6 ��� �������!
- $��,���������������
1�� ���������� ��� "������ ��� ����� ����?�� ��������� ��� ,���� ����� ����� � ������� ��� %������ �������! (� ����� ������������ ����� ���� /���������� ������������� 7<< �8+�7+� �����������! ����� �������� � ��� ?��� ���� ���� �����# ��� � ���1����������� ���� ����� ������������� ������ ��# �! &��! 7!
��� &���! 8 ��� 9 ����� �2�������� � ������������� �� ��� "������ ������������ ����� ���� ��� (����������!
��� �������������� ������� �������� �������� ��� ����� �� ��� ���� �� � �� ���(���������� �����! ����� ������� ��� &���������� ��� ��� ���� ����� ��� "����� �� ��
���� ��������� ��������������� �� � �������� ��! 4G6 �� ��� ����� ���� � ��� ����������������� ������! ��� *�' �� ��� "������ �������������� �� ����� 0����� ��� ��� ������������1���! ��� ���� ��� "��������� ��� %��������� � ���������� �� ����� 0���� ��! )� (�������� ���� �������� ���������� �� ����������$��������� ���� ��� �����������1��� �������� � ���'!
)� ?��! 5 ���� ��� ����������� "������ ������� ��� A��������� ������� ����� ��� ������
Luft
QI
QI
QI
QI
QI
QI
gepackte
Blasensäule
Gas-Flüssig-
Abscheider
Detektoren
zur
Verweilzeit-
messung
Abgas-
messung
Abgas
QI
pH-Sonde
. ������ !� ������ ��� ������� ��� ��� ����� ��������� �� ��� ���������� ����� ��
. ������ #� ������������ ��� ���� �� ��� �������������� ��������������������� ��� ����� !��"�� # ���$ ��� ����� ����� �"� #�����$�
� ������ 5>5;������ ������� ������ ����� ��� ��� ��
� ���� ���� �!�" !���� #�$" % ��� &#�'� �������� ����������������
������1���# ��� A������ �� ��� ���� ��������������� ���� ���� �����# �� ��� �������� ��������������! ��� ��������� 7# 8 ��� 9���� ����� �� ��� ������ ����� ��� �� �������� �� ��� *���� ������� ��! ��� ���������5 ��� ; �������� �� � ������ ����� ����������� �� ���!
&����� ��� 1����� ������ �� � ��������� ���������������� ��������H� (� ��� ����� �� �������� ������ -���
���+& ����+/��� ������ �� � �� ����� � ����� ��� ��� ��������� ������� ���$���������������� ��� �������� ��� �����������1����� �� ����� � ��� ;< ��� ��$'��! �������� �� � ��# ���� �� � ��� ����������,$�� ��� ���$���� �������� ������� ��������� D%��� ����������� ��� �� ���E��� ��� �2���� %�� ���������������� ����� �������! )� &����$�� ��� &�����$������� � ��� �� ��� ������ ��� �����������1����� ��� ��� 0 ������ ���� ��� ��������� ���! ���� �� � �� � ��� ��� �������������� �������! ��� � ��� ��� ���������� �� ���# ��� �� ����� � ��� ;< ���G< ����+� �� ��� �����# ���� �� ��������$������ � �� 0� ��������� ��� ������� (����������!
� )� ����� �������� ����������� /���+����������� ��� -����� ���� ��� �������� "������� ��� ������ �# ��� ��� �2���� ��������������� �� ����� � ��� �� ��� �! �� ������ � ��������� ��� �� ��� ���� ������ &����������������� ��� � ��� %����� �� ���������� ���'�� ������! ����� ������ �� �������������������� �� ��� ������ �������!����� ������ �� � ���� ���� �������� ���������$'������������ ��� ������� ���� ������� ������ ��� "������ ������������� ��� ��������������� ��������� "������ ��� ��� �����!
� ��� &��������� ��� "������ ������������� �������� ����� D�! ?��! 7E �� ��� ���� ���� ����������� ���� ��� ����� ��� ���� ����� ��� ��������! )�������� ��� �� ������� ��������� ���$��������� ������������ ����� ��! ��� � ��� ��������� &������������ ?�� ��������� �� ��� �� ������������ �� ����� �� ��� ���������� ��� ���� ������� ����� &����������! *�� ������ ����# ������� � ��� ���������� ����,������ �� ������ �������� -�����+/���������� ��� "������� ��� ��� (���������� ������# �! ?��! 7!
� (� ��� ����,������ ������ �� � ��� ���*�������� ��� -��� ��� <#79 �8+�8 ����� ����� ������� ������ -�����+/��� ������ <#9 �8+�8 �� ��� ����� �� ������������������� -�����+& ����+/���!��� ���� ���� ���'��� (����������������
���� �� ����� ���� ��� ����������� ���� ���������� ��� � ��� ����������� �� &������������ ����������� ��� ����� ��� ������� ���
. ������ -� %���&�� ��� ���'���������� ��� (����� �� ����� ������������)*+ ����� ������������ ��� !��"���
. ������ /� %���&�� ��� ���'���������� ��� , "������ �� ��������������+���&� ������������ ��� �"��
. ������ 0� ������������ �������� �������������� � ����� �+ ��������� - .+/ ��
5>5G ������ ������� ������ ����� ��� ��� ���������������
���������������� � ���� ���� �!�" !���� #�$" % ��� &#�'� ��������
<#; �# �! &��! ;! )� ��� 0�������� ��� ������� )��������� ����� ��� &����������� ��� ���� ������ �� ���������$���� � �������!
/ �� ��' ���������������
*�� ,���� ��� ����������� .�������������������� �� � /��� ��� "� � 4@6 ��� ��������������� �� ��� (���������� �� ����������� �� �� ��� ��������� ������! ��� "����� ������������� ���� ����� �� �����������#���� ������ ��� �������������� ��� 32���������� ������ �� ������ ��������! ��� ��������� �� ����������� .�������������$����+I��%����������+/��� ��� �������� ��� �����������$���� ������ � ����� �� �������! &��! G ���� ��� "������ � ����� ��������������������� �� ��� /��������������� ��� ������� ������ ��� �� ��� �� ���� �������/����������������! ��� ������������� �������������� ��� ����� ��� ����� ��� ����� ?��� # �! &��! 7!
"������ �� ��� ��� ��� ��� ������������������������ ��� ��� ���# �� ���� �� � ������� � ��� )������������� ��� ������������������� � ��� ������ ��� �� ���! ��� ���'�������� �� ������� ��� �� ��� ������ ����� ������ %������ �������# ����� ��� ������������� ���� �� ���$��# ��� ��� �������������������� �� ��� (���� 8 ��� ; �������� ���"���� ��� ���� �� ���! J���� �� ?����� ��� ������ �� ��� /�������� �� ����� ��������������# ! �! �� ��� 37� � �! I37�&����������� -����� �� ����� ���� ��� �����������# ���� ������� 4># B6! ��� &������ ���� ���� �������������� ��� ����� ���������� ��� �/��-�����# ��� ���� ��$'�� ���# A� ������ ��� ���������� �� ��� ������� ��� A������ �������� ���� �� ������� ������� ����!
����������� ���� �� � ��� ��� ������ �������������� ��� ��� ?��� �� ��� ������ �� �������� .������������������ ��� /������ �� � ��� �������� "������ ��� ���� �������������� ��� �� �K��� ��� �������� ���������������� ���� ���������! �� ��� �������� � ���� �� ��� ���� �������# ���$�� �� ���� ������������ ���� �� ��� � ��� �� ����� ��! ?���� ��� � ����� ���� ��� ���� ���������� ����������� �� �� �� ���������� ���������� ��$'���� ������! ��� ������ ���� ����� ���������� 1������ ��� ������������������� ������ ���� ����� ��� *��������� �� ���%������ �� ������ ����! �� ���� ����%���� �� ��! 45<6 ��� ����� ������ ��� 1������� ��� ������������� �� *��������� ��������� ��� ���! ?���������$����! ����� ���� ������������� ��� � ���� ��� (�����������������# ��� ��� ���$��������� ���� � ������������ ��������# ��� ������ 1��������� ��
�������
����������� 5 7 8 9 ;
,73+/������
�7#7 7#B ;#; B#G 5<#<
�� 7#7 75#B 75#B 5#<
"75,73+/���?���
�7#G 8#7 ;#> B#9 5<#;
�� 8#B 7G#> >8#@ 7#>
,73+& ����+/������
�7#B 8#B >#B 5G#8 5@#7
�� 7#97 8>#B @5#8 5#;
,73+& ����+/���?���
�7#97 8#7G >#5< 5;#7@ 5G#5;
�� 9#7 ;7#; 5;<#> 5@#5;
1� ���� !� 0��� ��� ����� ���� � ���� ���������!1�� �� �"� ��� 0���� �� ���(����� �"� ��� 2����������� �����������
�������
����������� 5 7 8 9 ;
,73+/����
9#8 G#8 59#G 7>#7 8<#5
�� 8#G 59>#5 58B#5 B#9
,73+& ����+/����
;#< G#B 58#> 79#G 7;#>
�� 8#8 88#G >9#9 ;#8
1� ���� #� 0��� ��� ����� ���� � ���� ���������!1�� �� �"� ��� 0���� �� ���(����� �"� ��� 2����������� �����������
. ������ 2� ��� ���� �� �����"&������ �� ����� ��������� &��� ����� ���������� ����� ��
� ������ 5>5@������ ������� ������ ����� ��� ��� ��
� ���� ���� �!�" !���� #�$" % ��� &#�'� �������� ����������������
��� (���������������� �������� ��� -�����������!
0 ��%����� �������
��������� �� ����� ������� ����������������� �� ������������ ��� �������� �������������� ��� �������� ���� ��� ������ ����� ����� � ����� ������ ��� ��� ������������������ ��� � ����� ������������ �������������! ��� ������� ��������� �������� ������ "������ ��������# ���� �������� ��� ��� ������� ���$���� �� ��� %������ ����� ����������������� �� ��� ����� �� � �� ��������!
&� � ��� ���� ���'��� "������ ��� ��� ��������� (����� "������� �������� ��� ����������� � ������ ���� ����������� ���� ���������� �����# ! �! �� (�������������! �� ����� ��� ������������� "������ �������������# ���� ��� �2���� ���������� ��� ������������� �� ����� � ����� ������������������� ��� ������ ���! �� ��� ����� � ���� ����������# �� ��� &��������� ��� ��������������� ��� � �! ��� ���������������������� ���*����� ����� ������� ���$����������� �� ������� ��� ����� � �� ���� ��! ��� ���� ���0 ������ ���� ��� ����� ������ � ��$'����� �� (��$���� �� ������������!
&������ �� ��! 4B6 ���� ���� ��� ���� "������������ ��� 0 ������ ���� ��� �� ���(���� 8 ��� @ �� 0�� ����0���� ������������� ������ ��� �����������! ����������� �2����� ���������������� ������ �� �.����A�� �� ��! 4556 �� ���� ������� (��$���������� ���� ��� ���� ���������� -���� ��� � @#@ L 5<=9 �7+� �� ���� ��$'���������������!
��� ��� ����������������� ��� � ���� ����� �� ����������� ��� �� � �� ������������������ �$��� �! ,��� ��� ��� %������������������ ��� ���������� ���� ��� ��� �� ���
������ ��� ���� �� ������������ �������� ������� 486!
����������� � �� ����� ���� ���� ���
���� ������������������������� ���!�"#� � ������� �������$ %& ������������'����# (��)* + ,-��#$���'�����.�# * /0��/ 1�!2��������# (����3�
3��������
456 -!��! �� ���# 4����������'���� �� $������5����#����� M ����������� "�����# (������� �� *���#����!
476 ,! ,������# ���� ���� ��'�� ����# �6 ��"#>G;!
486 &! ������# ,! �! �$����# �! %�����# �! %�����#���� ���� ��'�� ����# 0� ��"# 5<9;! �3)H5<!5<<7+ ���!7<<8B<75;
496 %! �! -���# /! ?! (��# ���� ���� %'�� ����# --�0"# B9;!
4;6 *! ?! %���� �� �� ��!# ���� ���� %'�� ����# �/�� ��"# G<5;!
4G6 *! ������# ,! ,������# &! 0����# �����'��4����������'����� 1�����'� !�� ��'����'��� ��� ��# $��! # 7! &������# ����� ?����� "�����#��������� ����!
4@6 "! /���# "! "� �# ���� ���� %'�� ����# -/�"# 5@9@!
4>6 &! /����# '�� ���� %��7� ����# 68# ;>@!4B6 *! &������# �! �! ������# ���� ���� 9� ����#
6-# B;45<6 �! %����# *! 0���# �! *���� # 0! � ����#
*��������������� ���# �� :����'��� ; <='� ���> �����'�� ��'���� + ?��@���� ��! ?��!����D���H 0! ��������� �� ��!E# -�����"I, "�����#-������� ����!
4556 %! .����A��# "! �! ��������# ���� ���� 9�����# �8# 5<5!
��� ����� �'� �&����������� �� ��&������ � ,�� �'������������� ���������� 4��������&���� ��� ����%����'%�� ��� 5�� ��) � "������� ������� �������%��"� �����������)��&���� ����% �����)�� �������� �� ��&' �������
5>5> ������ ������� ������ ����� ��� ��� ���������������
���������������� � ���� ���� �!�" !���� #�$" % ��� &#�'� ��������