Abscheideverhalten von Sprays in kleinskaligen Nasswäschern zur Ölaerosolabscheidung

Die Abreinigung von Prozess- und Abgasen ist ein elementarer Verfahrensschritt in der Prozesskette diverser industrieller Anwendungen. Alternativ zu Impaktoren, Filtern und Zentrifugalabscheidern werden hierfür auch Nasswäscher eingesetzt, in denen die Waschtropfen der erzeugten Sprays als Abscheidekollektoren für die Aerosolpartikel fungieren. In der vorliegenden Arbeit wird ein nichtkonventioneller Nassabscheideprozess betrachtet, dessen Waschtropfen durch einen druckbeaufschlagten Zerstäubungsprozess gebildet werden. Das Ziel ist die Analyse und Beschreibung des Nassabscheidevorgangs auf mehreren Größenskalen, um aus dem detaillierten Verständnis der Teilprozesse physikalisch begründete Auslegungskriterien und Optimierungsparameter für einen kleinskaligen Sprühwäscherprozess abzuleiten. Der Fokus liegt auf der Untersuchung der sprayseitigen Einflussgrößen und deren Auswirkungen auf die Abscheideleistung. Die Untersuchung der Mehrphasensysteme erfolgt mithilfe von Berechnungsmodellen und Strömungssimulationen als auch anhand ausführlicher experimenteller Untersuchungen. Einen Schwerpunkt stellt die Erarbeitung eines reduzierten Modellexperiments dar, anhand dessen das Abscheideverhalten monodisperser Sprays mit definierten, einheitlichen Tropfeneigenschaften beurteilt werden kann. Die Interpretation der daraus hervorgehenden Trenngradergebnisse wird durch den Vergleich mit CFD-basierten Berechnungsergebnissen gestützt. Bei der Modellentwicklung wird auch das Auftreffverhalten an Tropfenpaaren und Sprays thematisiert. Anhand von Experimenten mit einem eigens entwickelten anwendungsnahen Prototypen werden abschließend die Optimierungsparameter überprüft sowie Erkenntnisse zum technischen Potential dieses neuartigen Nasswäscherkonzepts zur Ölnebelabscheidung diskutiert.