Hochtemperatur Raman-Spektren von gasförmigen Kohlenwasserstoffen zur Konzentrationsmessung in Ethanolflammen und katalytischen Prozessen

Zum besseren Verständnis chemisch reagierender Systeme, insbesondere bei turbulenten Strömungen oder der gleichzeitigen Wandinteraktion, sind räumlich aufgelöste Konzentrationen der wichtigsten Gasspezies erforderlich. Die Anzahl der während solcher Reaktionen in Form von partiell oxidierten Kohlenwasserstoffen erzeugten Zwischenprodukte steigt bei komplexeren Ausgangsstoffen wie Ethanol gegenüber dem einfacheren, bereits umfangreich untersuchten Methan, deutlich an. Um die Konzentrationen und Temperaturen der Hauptspezies des Ethanols etwa in Flammen mittels der kombinierten Raman/Rayleigh-Spektroskopie simultan erfassen zu können, muss die spezifische Raman-Antwortfunktion der Zwischenprodukte ermittelt werden. Ein Transmissionsspektrometer mit variabler Dispersion wird eingesetzt, um das Raman-Spektrum auf einer CCD-Kamera abzubilden. Die Anregung der Raman-Streuung erfolgt mit Hilfe eines CW-Faserlasers, der über eine Multipass-Zelle verstärkt wird. Neben der experimentellen Charakterisierung der Spektren von Kohlenwasserstoffen bei flammenrelevanten Zuständen, wird in dieser Arbeit auch der Einsatz des CW-Raman-Spektrometers in kompakten, katalytischen Systemen betrachtet.