Im Zuge der vorliegendenden Diplomarbeit wurde eine Versuchsanlage zur Durchführung von Stoffaustauschmessungen an fallenden Einzeltopfen konstruiert und am Institut für Verfahrenstechnik des industriellen Umweltschutzes in Betrieb genommen.
Ziel dieser Arbeit war es, zu zeigen, daß der Stoffaustausch durch Absorption am fallenden Einzeltropfen meßtechnisch erfassbar ist. Weiters sollten die Einflußparameter auf den Stoffaustausch, im Hinblick auf die von Seiten der Theorie absehbaren Wirkungen, experimentell überprüft werden.
Die Hauptkomponenten der Versuchsanlage sind die Tropfensäule, der Tropfengenerator und die Absaugtrichterkapillare. Die Tropfenerzeugung im Tropfengenerator erfolgt nach dem Grundprinzip einer mit Druckstößen beaufschlagten Kapillare, wobei die Druckstöße durch eine Pulsgeberschaltung und einem elektromagnetischen Stößel hervorgerufen werden. Die transparente Stoffaustauschsäule besitzt einen Innendurchmesser von 90 mm und eine Aktivhöhe von 1550 mm, wobei sich entlang der Säule vier Messstutzen befinden, welche zur Aufnahme und Fixierung der Absaugtrichterkapillare dienen. Die aktive Meßhöhe wurde verändert, um die Kontaktzeit der frei fallenden Einzeltropfen mit der Gasphase variieren zu können. Die aufgefangenen Tropfen wurden in einem Probenahmegefäß gesammelt und der Nassanalytik zugeführt.
Die Gasphase stellte ein Luft-SO₂-Gemisch dar, wobei der SO₂-Gehalt je nach Versuchsanordnung zwischen 500 ppm und 3000 ppm variierte. Als Flüssigphase wurde deionisiertes Wasser oder Natronlauge eingesetzt.
Die SO2-Konzentration in der Gasphase wurde mittels einer Online-Gasanalytik NDIR-spektrometisch bestimmt, die Sulfit-Konzentration in den Tropfen iodometrisch erfaßt. Diese Messungen gestatten in Kombination mit einer Größenbestimmung der Tropfen eine Bilanzierung des Austauschvorganges im Stoffsystem.