Strömungsmechanische Grundlagen der Wirbelschichttechnik

Wirbelschichtverfahren werden seit langem in einer Vielzahl technischer Prozesse erfolgreich eingesetzt. Trotzdem bereitet die Auslegung von Wirbelschichten angesichts der komplexen Natur dieser Gas/Feststoff‐Strömung noch beträchtliche Schwierigkeiten. Zwar ist eine überschlägige strömungsmechanische Auslegung auf der Grundlage eines Wirbelschicht‐Zustandsdiagramms möglich und für einige Anwendungen – insbesondere unter den physikalischen Verfahren und nichtkatalytischen Reaktionen – auch ausreichend. Eine genauere Auslegung erfordert aber zusätzlich eine Berücksichtigung strömungsmechanischer Detailvorgänge – z. B. Blasenbildung und ‐wachstum, Gasverteilung durch den Anströmboden und Bewegung des Feststoffs im Inneren der Wirbelschicht – sowie eine Kenntnis der verfahrenstechnischen Möglichkeiten zu ihrer Beeinflussung. Der Stand des Wissens auf dem Gebiet der Strömungsmechanik von Gas/Feststoff‐Wirbelschichten wird dargestellt. Anhand von Beispielen wird die grundlegende Bedeutung der Strömungsmechanik für das Wärme‐ und Stoffaustauschverhalten von Wirbelschichten verdeutlicht.