Modelluntersuchungen über die Strömungs- und Stoffausbreitung in Schüttungen im Hinblick auf den Brenngaseinsatz in Schachtöfen

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In der Technik gibt es eine Vielzahl von Prozessen, die in Schilttungen ablaufen. Neben den Hochtemperatur-Schachtofen, z.B. Hochofen, Kupolofen, Kalkschachtofen, kennt man in der chemischen Verfahrenstechnik zahlreiche Apparaturen, die allgemein als Schilttkorpersaulen bezeichnet werden konnen. Ihre Ausfilhrungsformen sind sehr mannigfaltig, da derartige Schilttkorpersaulen ein- oder auch mehrphasig betrieben werden. Sie konnen z.B. zur Gasbefeuchtung, Gaswasche, Rektifikation, Desorption und Absorption sowie als Katalysatorschtittungen zur Abwicklung von chemischen Prozessen oder als Ionenaus­ tauscher zur wasseraufbereitung angewendet werden. Je nach Anwendungsart verwendet man die Festbett-, die FlieB­ bett- oder die Wirbelbettschilttung. Wah rend sich bei der Fest­ bettschilttung die einzelnen Schlittungsteilchen in ihrer Lage untereinander nicht verandern und somit die Schilttung ihren mittleren Lilckengrad behalt, ist bei Nirbelbettschilttungen dieser mittlere Luckengrad nur schwer zu definieren, da alle Schilttgutteilchen fortwahrend ihre Lage und ihren Abstand von­ einander andern. In Schachtofen oder im Kugelhaufen-Hochtemperaturreaktor [1] sinkt bei kontinuierlicher Beschickung das Schilttgut langsam nach unten, daher kann dieses jeweils als Festbettschilttung be­ trachtet werden, da die Sinkgeschwindigkeit des Schuttgutes gegenuber den in der Schilttung vorherrschenden Stromungsgeschwin­ digkeiten vernachlassigbar ist. Innerhalb von Schilttungen sind die Stromungsvorgange neben den Diff~sionsvorgangen von groBer Bedeutung, denn es lassen sich daraus bereits Aussagen ilber die Stoffverteilung in Schutt­ gtitern ableiten, da eine Kopplung zwischen Stromungs- und Stoff­ transportvorgangen vorliegt.