Prozesskinetik der Desintegration von polydispersen Parikelsystemen bei der Fällung von Bariumsulfatin einem Ringspaltreaktor

环形间隙反应器中硫酸钡沉淀过程中多分散颗粒系统分解的过程动力学

• 批准号: 108297311
• 负责人: Professor Dr.-Ing. Jürgen Tomas (†)
• 金额: --
• 依托单位: Institut für Verfahrenstechnik
• 依托单位国家: 德国
• 项目类别: Research Grants
• 财政年份: 2009
• 资助国家: 德国
• 起止时间: 2008-12-31 至 2012-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/108297311?language=en
• 关键词: Prozesskinetik; der; Desintegration; von; polydispersen

Das Ziel des Projektes ist die experimentelle Erfassung und Modellierung eines integrierten Prozesses zur Erzeugung von nanoskaligem Bariumsulfat durch chemische Fällung und gleichzeitiger mechanischer Desintegration in einem Prozessraum. Die Herausforderung ist dabei die Herstellung eines gegen Agglomeration stabilisierten Bariumssulfats, dessen Partikelgrößenverteilung nahezu monodispers ist. Ein geeignet zu gestaltender Ringspaltreaktor fungiert gleichzeitig als chemischer Reaktionsraum zur Fällung und mechanischen Desintegration. Dadurch kann die Redispergierung des polydispersen Partikelsystems zu nanoskaligem Bariumsulfat mit Volumenkonzentrationen bis zu 30 % bei – im Vergleich zur Feinstzerkleinerung – moderaten mechanischen Energieeinträgen realisiert werden. Der Prozessraum des Ringspaltreaktors wird so ausgelegt, dass durch eine hohe Beanspruchungsintensität und -häufigkeit gezielt Zerteil- und Bruchvorgänge im Partikelkollektiv erzeugt werden, die Zuführung der benötigten chemischen Ausgangsverbindungen erfolgt über einen integrierten Mischer. Der zeitliche Prozessfortschritt bei der Desintegration während der mechanischen Beanspruchung und gleichzeitiger Stabilisierung im Prozessraum wird über die Veränderung der Partikelgrößenverteilung des Fällungsproduktes experimentell online erfasst. Dazu werden spektroskopische Methoden (Photonenkorrelationsspektroskopie, Laserbeugung, Ultraschallspektroskopie) in Kombination mit Methoden zur Zeta-Potentialbestimmung eingesetzt. Darüber hinaus soll eine am Lehrstuhl entwickelte Messmethode auf Basis der laserinduzierten Photolumineszenz in-line eingesetzt werden, um erstmalig sowohl die Beanspruchungsart, -Intensität und -häufigkeit als auch die Zerteil- und Bruchvorgänge zu erfassen. Anstelle einer kommerziell erhältlichen Rührwerksmühle ist für den Ringspaltreaktor eine Eigenentwicklung vorgesehen, um verschiedene Gestaltungen des Prozessraumes zu testen, der sowohl für die Fällung als auch für Desintegration optimale Ergebnisse liefert. Hohe Anforderungen werden an die Korrosions- und Verschleißbeständigkeit der Werkstoffe gestellt. Die Modellierung des Prozessfortschrittes im Prozessraum erfordert die Lösung eines diskreten Populationsbilanzsystems. Die Kinetikterme (Kerne) der Populationsbilanzgleichung werden mit den physikalischen und chemischen Grundvorgängen (u.a. Partikelentstehung durch Keimbildung und Partikelwachstum, Partikelagglomeration und Partikeldesintegration durch Deagglomeration und Bruch, Transportmechanismen, Stoß- und Haftwahrscheinlichkeiten der Partikel, Stabilisierung) verknüpft. Eine weitere Herausforderung des Projektes besteht darin, die Auftrennung der Einflüsse von Stoffeigenschaften (Produktqualität), Prozessgrößen (Prozessgüte) und Maschinenparametern zu erkennen, zu modellieren und hinsichtlich ihrer Eignung für die modellgestützte Prozessführung zu bewerten. Damit eröffnen sich neue verfahrenstechnische Optimierungsmöglichkeiten der makroskopischen Prozessparameter, wie z.B. Raum-Zeit-Ausbeute, notwendiger Energieeintrag und gleichmäßige Produktqualität.

城市群的发展硫酸钡稳定剂，是单分散分散剂。 Nanoskaligem Bariumsulfat mit Volumenkonzentrationen bis zu 30 % bei – im Vergleich zur Feinstzerkleinerung – 适度的机械能源实现。 -häufigkeit gezielt Zerteil- 和 Bruchvorgänge im Partikelkollektiv erzeugt werden，die Zuführung der benötigten chemischen Ausgangsverbindungen erfolgt über einen integrierten Mischer。机械豆的生产和稳定在生产过程中快速进行。 Zeta-Potentialbestimmung eingesetzt 方法的组合。 Zerteil- und Bruchvorgänge zu erfassen。 Die Kinetikterme (Kerne) der für Desintegration 最佳 Ergebnisse liefert。 Populationsbilanzgleichung werden mit den physicalschen und chemischen Grundvorgängen (u.a.) Partikel, Stabilisierung) verknüpft。 hinsichtlich ihrer Eignung für dielggestützte Prozessführung zu bewerten。 gleichmäßige 产品质量。