Fällungskristallisation

  • Forschungsthema:Untersuchung der Vermischung in Mischdüsen bei der Fällung mit einer Spritzenpumpe
  • Typ:Bachelorarbeit
  • Datum:abgeschlossen (04/2013)
  • Betreuung:Kügler, Metzger
  • Bearbeitung:Pascal Hirschel
  • Bei der Reaktion zweier gut wasserlöslicher Salze kann Bariumsulfat gefällt werden. Dabei hat die Vermischung der Edukte in statischen Strahlmischern einen entscheidenden Einfluss auf die resultierende Partikelgröße. Bis zu einem gewissen Volumenstrom, dessen Größe vom jeweiligen Mischer abhängt, hat die Vermischung Einfluss auf den Fällungsprozess (mischungsmaskierter Bereich). Hier ist die Zeit, die die beiden Edukte zur vollständigen Vermischung benötigen, länger als die Zeit der Partikelbildung durch die Fällung. Ziel bei Fällungen ist es, den Einfluss des Volumenstroms auf die Vermischung und damit auf die Partikelbildung auszuschließen. Am Institut für Thermische Verfahrenstechnik existiert eine Mischdüsenanlage, die Druckverluste bis maximal 5 bar kompensieren kann. Je nach Auslegung der verschiedenen Mischer-Typen (Y-, T-, Zyklon-Mischer) sind diese durch den Druckverlust im durchsetzbaren Gesamtvolumenstrom begrenzt. Nun wurde eine Spritzenpumpenanlage konzipiert, mit der es gelingt den zeitlichen Verlauf des Drucks online aufzunehmen und sehr hohe Druckverluste (bis ca. 20 bar) zu kompensieren. Dies erlaubt die Realisierung höherer Volumenströme als bisher. Durch diesen Anlagenaufbau können Pulsationseinflüsse der Pumpen auf die Vermischung und der Einfluss der Mischungsmaskierung auf die Fällung weiter untersucht werden, indem in bisher unbekannte Reynolds-Zahl-Bereiche vorgestoßen werden kann. Im Rahmen der Arbeit soll die Spritzenpumpenanlage in Betrieb genommen werden. Dazu muss eine Bedienungsvorschrift herausgearbeitet werden, nach der die Anlage sicher und stabil betrieben werden kann. Wenn sich bei der Inbetriebnahme Verbesserungsmöglichkeiten eröffnen, sollen diese eingearbeitet werden.

    Bei den anschließenden Experimenten sollen zunächst Versuche, die mit der bereits vorhandenen Mischdüsenanlage gemacht wurden, bei konstantem Sättigungsgrad und variablem Volumenstrom wiederholt werden. Anschließend soll die Vermischung in drei unterschiedlichen Mischer-Typen (Y-, T-, Zyklon-Mischer) bei sehr niedrigen und sehr hohen Druckverlusten (p < 0,5 bar bzw.  p > 5 bar) untersucht werden.