Lokale Phasengehalte in zwei- und dreiphasig betriebenen Blasensäulenreaktoren

Bei vielen verfahrenstechnischen Grundoperationen besitzen Reaktionen in flüssigen Mehrphasensystemen große Bedeutung. In einer kontinuierlichen Flüssigphase befinden sich dabei abhängig vom durchgeführten Prozeß unterschiedliche disperse Phasen, die miteinander oder mit Flüssigkeitskomponenten reagieren. Die dispersen Phasen können ebenfalls in flüssiger Form (Emulsion), in fester Form, z. B. als Katalysator, oder gasförmig vorliegen.
Für den optimalen Reaktionsverlauf ist die Vermischung der beteiligten Reaktionskomponenten entscheidend. Um einen ausreichenden Stofftransport zur Aufrechterhaltung der Reaktion und gleichzeitig die Vermischung der Komponenten zu gewährleisten, wurden bisher zahlreiche unterschiedliche Mehrphasenreaktoren entwickelt.
Die modellmäßige Beschreibung solcher Reaktoren beruht in der Regel auf empirischen Untersuchungen integraler, für die Auslegung wichtiger Parameter wie z. B. Stoff- oder Wärmeübergangsgrößen. Neben den mechanisch gerührten Reaktoren, die die wichtigste Gruppe in der Verfahrenstechnik darstellen, sind pneumatisch gerührte Säulenreaktoren weit verbreitet, die besonders bei Reaktionen eingesetzt werden, die einen hohen Bedarf einer über die Gasphase zugeführten Reaktionskomponente aufweisen. Der einfachste pneumatisch gerührte Reaktor ist die Blasensäule ohne Einbauten, die als ein von unten begastes vertikales Rohr zu beschreiben ist. Wegen der einfachen Bauweise und Führung der Stoffströme in dem kontinuierlich oder absatzweise betreibbaren Reaktor, wird er in zahlreichen Prozessen eingesetzt. Entsprechend groß ist auch die Zahl der in der Literatur beschriebenen Untersuchungen, die sich mit den Strömungsverhältnissen, dem Vermischungsverhalten und den Phasengehalten in der Blasensäule beschäftigen.
Ziel dieser Arbeiten ist in der Regel eine Modellbildung anhand experimentell bestimmter Parameter, mit der Aussagen über den Reaktionsverlauf oder die Bestimmung von Auslegungsgrößen ermöglicht werden. Am häufigsten wurden zwei- und dreiphasige
Systeme mit wäßriger Flüssigphase, einer Gasphase und einer festen Phase untersucht, da sie die wichtigsten industriellen Anwendungen darstellen.