The modeling of transport processes in Mehrphasenstromungen - the example of the jet zone loop reactor

The efficiency and selectivity of chemical reactions are influenced by the mixing characteristics of the reactor. Existing models often assume homogeneous mixing on micro scale to calculate the reaction yield. However, neglecting the local hydrodynamic phenomena causes a discrepancy between model calculation and experimental data especially considering mass transfer limited reactions. In two-phase flows different mass transfer phenomena have to be considered: the diffusion in the gas-liquid boundary layer and diffusion in the Batchelor layer. The aim of the paper is to describe the mass transfer affecting mechanisms in multi-phase flows and to discuss the first results of the investigation of local mass transfer phenomena in a two phase flow driven jet-zone loop reactor.Original Abstract: Umsatz und Selektivitaet chemischer Reaktionen werden durch die Vermischungscharakteristik im Reaktionsraum bestimmt. In vielen Modellen wird diese vereinfacht integral gemittelt betrachtet. Durch die Vernachlaessigung der vorherrschenden ortlichen Transportphaenomene ist die Auslegung von Anlagen insbesondere bei stofftransportlimitierten Reaktionen nicht optimal. In Mehrphasensystemen muessen im Wesentlichen zwei Transportprozesse Beachtung finden: Diffusion durch die sich zwischen Gas- und Fluessigphase einstellende Konzentrationsgrenzschicht und innerhalb der Batchelorschicht. Im Beitrag werden die auf den Stofftransport wirkenden Mechanismen dargestellt. Erste Untersuchungsergebnisse von lokalen Stofftransportprozessen im mit Zweiphasenstromung betriebenen Strahlzonen-Schlaufenreaktor werden diskutiert.