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Die Beschreibung von Sprühprozessen gestaltet sich aufgrund der hohen Komplexität der ablaufenden Vorgänge äußerst schwierig. Im vorliegenden Beitrag wird ein Spezialgebiet der Sprühvorgänge, die Rauchgasquenchung durch eingedüstes Wasser, untersucht. Ziel des Verfahrens ist es, eine möglichst schnelle Abkühlung der Rauchgase zu erreichen. Dies spielt beispielsweise bei der sogenannten De-Novo-Synthese der Dioxinbildung eine entscheidende Rolle.In technischen Apparaten wird der Kühleffekt nahezu ausschließlich durch die Verdunstung des eingesetzten Wassers erzielt. Dies ist der Fall, da das Wasser im Überschuss und im Kreislauf gefahren wird. Hierdurch wird insbesondere eine geringe Beeinflussung des Gesamtprozesses von wechselnden Lastfällen erreicht. Diese Fahrweise bedeutet für den idealen Apparat eine isenthalpe Abkühlung. Der maximale Kühleffekt wird in diesem Fall durch die Kühlgrenztemperatur vorgegeben.Die bisherige verfahrenstechnische Auslegung von Quenchapparaten beruht auf integralen Betrachtungsweisen [5] mit bei entsprechenden Apparatebauern vorliegenden empirischen Beziehungen eine wissenschaftliche Untersuchung des Quenchprozesses, z.B. zu seiner Optimierung, ist nur durch eine differenzielle Betrachtung möglich. Als eine Haupteinflussgröße muss die zur Verfügung stehende Austauschfläche näher betrachtet werden. Die Austauschfläche wird durch die Größe und Anzahl der im Quench vorhandenen Tropfen bestimmt. Aus diesem Grund ist die Kenntnis der im Apparat vorliegenden Tropfengrößenverteilungen von entscheidender Bedeutung. Die Bedeutung der Tropfengrößenverteilung ist nur durch eine aufwendige Messtechnik möglich. In der hier vorgestellten Arbeit wird die Tropfengrößenverteilung mit Hilfe eines Phasen-Doppler-Anemometers (PDA) bestimmt.Die theoretische Beschreibung erfolgt mit einem um Tropfengrößenverteilungen erweiterten Ansatz, der in [2] vorgestellt wurde.
The quenching of hot gas has a wide range of industrial application, for example in power plants and incineration plants. Starting with the model development by Abramzon and Sirignano the gas phase properties were considered by implementation of a so called characteristic gas volume. The aim of this improved calculation method is to study detail processes as well as the sizing and optimiziation of quenching plants. For one chosen operation condition of quenching processes calculation results are given. Among other things the temperature and velocity regimes depending on the nozzle distance are shown. Detail results like the influence of the water temperature on the gas temperature during the quenching process are presented.The theoretical results show a qualitative goog agreement with practical measurements.