Verblijftijdsspreidingsmetingen aan plasmareactoren

Verblijftijdsspreidingsmetingen aan plasmareactoren
afstudeeropdracht EPG - EES
INLEIDING:
In plasma reactoren worden elektrische gasontladingen gebruikt om chemische reacties uit te
voeren ten behoeve van bijvoorbeeld milieutoepassingen of synthese van nieuwe
brandstoffen. Ontladingen in vochtige lucht maken onder andere actief zuurstof, waarmee
vluchtige organische verbindingen, giftige verbindingen of stankcomponenten afgebroken
kunnen worden. Door plasma geïnduceerde partiële oxidatie van aardgas kunnen hogere
koolwaterstoffen en alcoholen gemaakt worden, waardoor de brandstofenergiedichtheid
aanzienlijk verbeterd wordt. Behalve chemische reacties, zijn actief zuurstof en actief stikstof
in plasmareactoren ook effectief in ontsmetting van microbiologisch-pathogeen belaste
gasstromen.
PROJECT EN PROBLEEMSTELLING:
Om de prestaties van een plasmareactor te optimaliseren, is
kennis vereist van het stromingsgedrag. In klassieke chemische
reactoren worden hiertoe verblijftijdsspreidings- metingen /
residence time distribution (RTD) measurements uitgevoerd,
waarbij aan de reactoruitgang de respons gemeten wordt op een
puls of stapinjectie van een tracermateriaal. RTD metingen
leveren o.a. de verblijftijd kansdichtheidsfunctie, reactorvolume,
dood volume en holdback volume. Ten behoeve van
plasmareactoren is helium uitermate geschikt als tracermateriaal,
omdat het inert is en zeer nauwkeurig te detecteren is met
optische emissiespectrometrie (OES). De afstudeeropdracht
betreft het bouwen van een OES opstelling op basis van een
nieuwe Princeton Acton Spectrograaf met iCCD camera en plasmatoorts t.b.v. excitatie, met
als uiteindelijk doel de RTD karakteristieken van enkele plasmareactoren in kaart te brengen.
AFSTUDEEROPDRACHT:
Voor dit afstudeeronderzoek zijn we op zoek naar een enthousiaste natuurkunde student met
affiniteit voor multidisciplinair experimenteel werk. Aspecten van het onderzoek zijn
spectrometrie, optica, stromingsleer, pulsed power technologie, elektromagnetische
compatibiliteit, data acquisitie en een snufje chemie. Het onderzoek wordt uitgevoerd in
nauwe samenwerking met de EE capaciteitsgroep Electrical Energy Systems. Durf je in het
TU/e hoogspanningslaboratorium te experimenteren? Je bent van harte welkom!
Info EPG: Ana Sobota [email protected], EES: Wilfred Hoeben [email protected]