Fiber‐Optic Temperature Measurements in Fixed‐Bed Reactors for Model‐Based Evaluation of Effective Radial Thermal Conductivity

Abstract

Ein vielversprechender Ansatz für die Modellierung von Festbettreaktoren ist das quasihomogene, zweidimensionale Λr(r)‐Modell nach Winterberg. Dieses hat sich bislang nur teilweise bewährt, weil eine zuverlässige Datenbasis zur Validierung fehlte. In diesem Beitrag erfolgt eine Evaluierung des Modells anhand faseroptischer Temperaturprofilmessungen (Messauflösung: 2,56 mm) in einem Rohrreaktor mit technisch relevantem Durchmesser. Die Schüttung im Innern des Rohrreaktors besteht aus sphärischen, porösen Partikeln. Deren physikalische Eigenschaften entsprechen keinem exakten Wert, so dass repräsentative Mittelwerte für die Modellierung ermittelt werden.

Modeling and Validating Fixed‐Bed Reactors: A State‐of‐the‐Art Review

“…, To determine radial heat dispersion coefficients, radial temperature profile measurements are usually carried out. Common experimental arrangements are summarized based on Bauer in Stegehake and Grünewald .…”

“…In the work of Stegehake and Grünewald , on the other hand, a fiber‐optic temperature measurement technique, which is a low‐invasive method for recording temporally and locally high‐resolution temperature profiles , was used under technically relevant conditions within the framework of the standard experiment mentioned above. A gain in information was achieved.…”

“…Additionally, the exponent n , the slope parameter K1, and the damping parameter K2 of Winterberg were adapted to the primary data already mentioned. The works, which were created after the re‐evaluation of Winterberg, mainly represent a mixture of the α w ‐ and Λ r ( r )‐model. Among them are for example the works of Smirnov et al.…”

“…In practical application, the model approach has only partially proven itself despite the large operating range , , , since further modifications, extensions, and above all, validations based on reliable experimental data are necessary. This was already shown in the experimental and theoretical work of Stegehake and Grünewald .…”

Modeling and Validating Fixed‐Bed Reactors: A State‐of‐the‐Art Review

“…In den Forschungsarbeiten von Stegehake und Grünewald hingegen wurde eine faseroptische Temperaturmesstechnik, bei der es sich um eine gering‐invasive Methode zur Aufnahme von zeitlich und örtlich hoch aufgelösten Temperaturprofilen handelt , unter technisch relevanten Bedingungen im Rahmen des oben genannten Standardversuchs eingesetzt. Es wurde ein Informationsgewinn erzielt.…”