Radioaktive Indikatormethode in der chemischen Verfahrenstechnik

Abstract

Die radioaktive Indikatormethode ist zu einer vielseitig angewandten Analysenmethode in der chemischen Industrie geworden. Sie wird bei der Spurenanalyse von biologischen Wirkstoffen ebenso eingesetzt, wie bei der ProzeBanalyse in Produktionsanlagen. Die ProzeBanalyse, z. B. die Messung der Verweilzeitverteilung oder Durchmischung von Stoffstromen, laBt sich unter den verschiedensten Betriebsbedingungen durchfuhren. Verwendet man fur die Markierung der Stoffstrome y-strahlende Radionuklide, so konnen die Indikatorverteilungen mit an der AuBenwand der Anlage angebrachten Detektoren gemessen werden. Um die Anwendungsmoglichkeiten der Methode in der ProzeRanalyse aufzuzeigen, werden die Messungen in drei Betriebsanlagen beschrieben. Durch Markierung des Rauchgases mit Ar-41 konnte die Verweilzeitverteilung in einer aus Drehrohrofen, Nachbrennkammer und Abhitzekessel bestehenden Ruckstandsverbrennungsanlage gemessen werden. Die Verweilzeitverteilung des Abwassers in dem Belebungsbecken einer Klaranlage wurde mit Na-24 als Indikator bestimmt. Die Durchmischung des GrieSes in dem Ruhrbettreaktor einer Polypropylen-Anlage wurde mit einzelnen Mn-56-Tracerteilchen untersucht. Die aus den Messungen gewonnenen Erkenntnisse trugen zu der Optimierung vorhandener bzw. neugeplanter Betriebsanlagen bei.The radioactive tracer method in the chemical industry. In the chemical industry the radioactive tracer method has become a method of analysis with a variety of applications, which range from determining traces of biologically active substances to process analysis in production plants. Process analysis, for instance the determination of residence-time distributions or of intermingling of streams of different substances, can be carried out under widely varying operating conditions. If the streams of material are labelled with gamma-ray emitters the distribution of the tracers can be determined by means of detectors outside the plant. To demonstrate the possible applications of the method to process analysis, measurements in three different plants are described. Exhaust gases were labelled with Ar-41 to determine the residence-time distribution in plant for the combustion of waste residues consisting of a rotary tube furnace, an afterburn chamber, and a waste-heat boiler. The waste water entering the activation tank of sewage-treatment plant was labelled with Na-24 to determine its residence-time distribution. Individual particles labelled with Mn-56 were used to investigate mixing of the powder in the stirred-bed reactor of a polypropylene plant. The knowledge gained from these measurements has contributed to optimization of existing and planned plant.