Kontrolle durchgehender Reaktionen durch den Einsatz von Reaktionsstoppern

Exotherme Reaktionen beschleunigen sich in chemischen Reaktoren bei Ausfall der Kühlung und/oder des Rührers aufgrund der mangelnden Wärmeabfuhr selbst, so daß die Gefahr des Durchgehens besteht. Um den Betriebszustand im Reaktor zu kontrollieren und einen Austrag des Behälterinhaltes in die Umgebung zu verhindern, kann eine unter Druck bevorratete Reaktionsstopperlösung energieautark über eine Düse in den Behälter eingebracht werden. Die Vermischung mit dem Reaktionsmedium erfolgt allein aufgrund des Eigenimpulses. Die Methodik und die erforderlichen Untersuchungen zur Identifizierung effektiver Reaktionsstopper werden anhand eines Beispiels vorgestellt. Auf der Basis von phänomenologischen Betrachtungen und Experimenten wird eine Strategie zur Dimensionierung des Sicherheitssystems entwickelt. Strömungsnumerische Berechnungen ergänzen die Experimente und ermöglichen eine Übertragung auf andere Geometrien. Das Sicherheitssystem wurde erfolgreich im Technikumsmaßstab anhand einer durch gehenden Massepolymerisation getestet.