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Charakterisierung und Abscheidung von Ölnebeln

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Nagel, D.; Schaber, Karlheinz

2006

Projektbericht - Abschlussbericht

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Beschreibung

Ölnebel sind Aerosole bestehend aus einem Trägergas und kondensierbaren Komponenten, die abhängig von ihrem thermodynamischen Zustand sowohl als feinste Tröpfchen, als auch dampfförmig vorliegen können. Die Charakterisierung und die Abscheidung von Ölnebeln kann durch eine Verschiebung der Stofffracht zwischen den Phasen erheblich erschwert werden. Am Beispiel von Kühlschmierstoffnebeln aus der Metallbearbeitung wurde ein neues Verfahren untersucht, das dem ambivalenten Charakter von Ölnebeln gerecht wird und die Prozessschritte Filtration und Absorption in einem Apparat kombiniert. Als Absorptionsmittel wurde gekühlter, schwerflüchtiger Kühlschmierstoff verwendet, mit dem eine Reduzierung der Dampfemission um ca. 15% bis 25% erreicht werden konnte.

Ein neu entwickeltes hydrostatisches Flüssigkeitsdosiersystem für einen Aerosolgenerator gewährleistet eine zeitlich konstante Zusammensetzung des Ölnebels. Eine Abreicherung des Flüssigkeitsreservoirs an Leichtersiedern, wie sie in herkömmlichen Aerosolgeneratoren auftritt, wird dadurch vermieden.

Kühlschmierstoffe auf Mineralölbasis sind typische Vertreter von Nichtgleichgewichtsaerosolen, da lange Verweilzeiten nötig sind, bis ein annähernd thermodynamisches Gleichgewicht zwischen der Tropfenphase und der Dampfphase erreicht wird. Es wurde das Simulationspro-gramm AerSolve entwickelt, mit dem das Aerosolverhalten bei Entstehung, Transport, Abscheidung, Probenahme und Messung von Nichtgleichgewichtsaerosolen berechnet werden kann. Durch ein neuartiges HTU-NTU-Konzept für Aerosole lässt sich eine einheitliche Dar-stellung der Simulationsergebnisse erreichen.

Durch Experimente und durch Simulationsrechnungen mit AerSolve wurde gezeigt, dass sowohl die Messung von Fraktionsabscheidegradverläufen, als auch die Messung der Dampfabscheidegrade durch Verdunstungseffekte erheblich beeinflusst werden kann.

AerSolve erlaubt die Festlegung geeigneter Betriebsbedingungen für den Einsatz einer Absorptionsstufe.