Zündverhalten exothermer heterogener Reaktionssysteme in statischen und in durchströmten Laborreaktionen

Zur Ermittlung der Reaktionskinetik von exothermen Gas-Feststoffreaktionen werden zahlreiche Methoden dargestellt bzw. entwickelt und anhand der Verbrennung von Koksen, der Oxidation von Eisenschwamm und von heterogen katalysierten Gasphasenreaktionen experimentell überprüft. Anhand der Oxidation von drei Modellsubstanzen, Aktivkohle, Holzkohle und reinem Eisen, werden acht Methoden experimentell miteinander verglichen und bewertet. Dies ist die aus der Reaktionstechnik bekannte isotherme Methode sowie die aus der Sicherheitstechnik bekannte Thermogravimetrie und der Warmlagerversuch mit zwei verschiedenen Auswertungsmethoden. Diese aus der Literatur bekannten Verfahren werden mit vier neu entwickelten Methoden verglichen, die die Zündung in Laborrohrreaktoren (Festbett und Wirbel schicht) ausnutzen (Zündpunktsmethode). Die Zündpunktsmethoden sind weniger zeitaufwendig und einfacher im Versuchsaufbau und erweisen sich von den Ergebnissen her als gleichwertig mit den anderen Methoden. Für die Oxidation von Eisenschwamm ergibt der Vergleich der verschiedenen Methoden jedoch keine Übereinstimmung der sich ergebenden Kinetik. Lediglich die Thermogravimetrie liefert zuverlässige Werte.