Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek

Beter bubbelende slurry

15 maart 2005

STW-onderzoeker Keshav Ruthiya heeft tijdens zijn promotie een zogeheten slurry-bellenkolom sterk verbeterd. De chemische industrie gebruikt deze bellenkolommen voor reacties tussen gassen en vloeistoffen, bijvoorbeeld voor biologische afvalwaterzuivering of het synthetiseren van koolwaterstoffen. Verschillende bedrijven willen de resultaten van Ruthiya misschien toepassen in commerciële reactoren. Ruthiya promoveert op 16 maart aan de Technische Universiteit Eindhoven.

De Indiase scheikundig technoloog onderzocht hoe katalysatordeeltjes zich hechten aan de gasbelletjes in een slurry-bellenkolom. Slurry-bellenkolommen worden veel toegepast in de chemische industrie. De gassen komen onder in een kolom met een vloeistof-deeltjes suspensie (slurry) binnen en borrelen vervolgens naar boven. Deze reactoren zijn goedkoop en makkelijk te maken en daarom erg populair.

De STW-promovendus maakte een model dat de invloed van de katalysatordeeltjes en andere aanwezige stoffen beschrijft op de stofoverdracht, de hydrodynamica en de reactiesnelheid in de kolom. De nieuwe kennis leidt tot betere ontwerpen en daarmee tot kostenbesparingen voor dit type reactoren. Dit verbetert het concurrentievermogen van de chemische industrie. Betrokken bedrijven als Shell, Akzo Nobel, Engelhard en DSM Research zijn zeer geïnteresseerd in de resultaten van het onderzoek.

De promovendus ontdekte met experimenten hoe de reactiesnelheid in de kolom is op te voeren. Door de oppervlakte-eigenschappen van de katalysatordeeltjes te verbeteren, bleken de deeltjes beter te kleven aan de gasbellen. Zo wordt de katalysator blootgesteld aan een hogere concentratie gas, en gaat de reactiesnelheid omhoog. Hierdoor neemt de katalysatorefficiëntie toe, waardoor er minder hoeveelheden van de dure katalysator nodig zijn.

Soms is het voor de gewenste reactie juist niet goed als de katalysator wordt blootgesteld aan te grote hoeveelheden gas. In dat geval moeten juist katalysatoren worden gebruikt die zich zo slecht mogelijk hechten aan de gasbellen, aldus Ruthiya.

Al tientallen jaren bestuderen chemisch ingenieurs de manier waarop gassen en vloeistoffen in bellenkolommen met elkaar reageren. Het gedrag van de katalysatordeeltjes was tot op heden slecht te voorspellen. De eigenschappen van de katalysatordeeltjes hebben veel invloed op de reactie, bijvoorbeeld omdat ze samenklonteren of zich vasthechten aan de gasbellen en niet meer loslaten.

................................

Meer informatie:

* prof. dr. ir. J.C. Schouten of dr. ir. J. van der Schaaf (TUE, Chemische Reactortechnologie)

* t: +31 (0) 40 247 2850, j.c.schouten@tue.nl, j.vanderschaaf@tue.nl
* www.chem.tue.nl/scr

* promovendus Keshav Ruthiya, B.Chem.Eng

* promotie 16 maart

* promotoren prof. dr. ir. J.C. Schouten en prof. dr. G. Wild, co-promotor dr. ir. B.F.M. Kuster