Im Rahmen des Projekts "Standardisierung von Stofftransportmessungen in der Ab-/Desorption" wurde eine einheitliche Methode zur Bestimmung der Stoffdurchgangs- und Stoffübergangsparameter sowie der effektiven Phasengrenzfläche für Absorptions- und Desorptionsprozesse entwickelt. Dazu wurde eine experimentelle Methode entwickelt, die eine genaue Anleitung zur Durchführung von Stofftransportexperimenten in Technikumskolonnen darstellt. Der Einsatz für strukturierte Packungen (Mellapak 250.Y) und für Füllkörper (Pall Ring 25M/50M) wurde dabei berücksichtigt. Zur Entwicklung dieser Methode wurden unterschiedliche Einflussfaktoren betrachtet:
Die experimentelle Methode wurde in einer Absorptionskolonne mit einem Innendurchmesser von 288 mm entwickelt. Die Gültigkeit dieser Methode wurde durch Übertragung auf eine Absorptionskolonne mit einem Innendurchmesser von 600 mm in Vergleichsexperimenten (Hydrodynamik und Stofftransport) gezeigt. Es wurden weiterhin die Berechnungsmethoden der notwendigen physikalischen/chemischen Eigenschaften der Stoffsysteme analysiert und entsprechend in ein Auswertungstool implementiert. Weiterhin umfasst dieses Tool eine Auswertung der Messergebnisse nach dem HTU-NTU Modell zur Bestimmung der gas- und flüssigkeitsseitigen Stofftransportparameter kG und kL sowie der effektiven Phasengrenzfläche a. Es wurden auf Basis der experimentellen Methode Experimente mit folgenden Stoffsystemen zur Bestimmung der jeweiligen volumetrischen Stoffdurchgangsparameter (KGa und KLa) durchgeführt:
| System | Gas | Flüssigkeit | Bestimmung | Bedingung |
| 1 | CO2- Luft |
NaOH-H2O | a | Schnelle Reaktion pseudo-erster Ordnung |
| 2 | Luft | CO2-H2O | kLa | Stofftransportwiderstand auf der Flüssigkeitsseite |
| 3 | NH3-Luft | H2SO4-H2O | kGa | Stofftransportwiderstand auf der Gasseite |
Auf Basis dieses Tools können nun entsprechend sämtliche Experimente mit den o.g. Stoffsystemen nach der standardisierten Methode ausgewertet werden. Es konnte gezeigt werden, dass besonders die Bestimmung der effektiven Phasengrenze mit größter Sorgfalt durchgeführt werden muss, da sie den deutlichsten Einfluss auf die Modellierung von Absorptionsprozessen zeigt. Die entwickelten experimentellen und theoretischen Methoden tragen zur Steigerung der Qualität, Transparenz und Vergleichbarkeit für zukünftige und bereits in der Literatur beschriebene Stofftransportmessungen bei.
"Das Ziel des Vorhabens wurde erreicht"
Bearbeitet wurde das Forschungsthema vom 04/11 bis 03/14 an der Technischen Universität Dortmund, Fakultät Bio- u. Chemieingenieurwesen, Lehrstuhl für Fluidverfahrenstechnik (44221 Dortmund, Tel.: 0231/755-2323) unter der Leitung von Prof. Dr. A. Górak (Leiter der Forschungsstelle Prof. Dr. A. Górak) und der Ruhr-Universität Bochum, Institut für Thermo- und Fluiddynamik, Lehrstuhl für Fluidverfahrenstechnik (Universitätsstr. 150, 44801 Bochum, Tel.: 0234/3226426) unter der Leitung von Prof. Dr. M. Grünewald (Leiter der Forschungsstelle Prof. Dr. M. Grünewald).
Das IGF-Vorhaben Nr. 17116 N der Forschungsvereinigung Forschungs-Gesellschaft Verfahrens-Technik e.V., Theodor-Heuss-Allee 25, 60486 Frankfurt am Main wurde über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.