Dynamik und Betrieb technischer Anlagen

René Pöschmann, M.Sc.

Gebäude KWT-N
Raum KWT-N 004

Forschung

Experimentelle Untersuchungen zur Bestimmung von HETP-Werten strukturierter Packungen mithilfe von selbstentwickelten geometrisch variablen Miniaturmesszellen unter destillativen Bedingungen.

Etablierte Methoden zur Auslegung von Packungskolonnen basieren zurzeit auf vereinfachten Modellannahmen, welche aufgrund der hohen Komplexität der Phasenverteilung innerhalb der Kolonne und ungenügender Kenntnis des Stoffübergangverhaltens von Mehrkomponentensystemen nur limitierende Aussagen über die tatsächliche Trennleistung geben können.
Ein weit verbreiteter Parameter zur Charakterisierung der Stofftrennleistung von strukturierten Packungen ist der HETP-Wert. Üblicherweise wird der HETP-Wert eines Packungstyps mithilfe eines Standardstoffsystems und einer Kolonne im Pilotmaßstab vermessen. Da der HETP-Wert u.a. vom vermessenen Stoffsystem abhängig ist, führt dies zu Unsicherheiten in der Übertragbarkeit auf reale Anwendungen. Zur schnellen und kosteneffizienten Bestimmung des HETP-Werts ist demnach eine möglichst kleine Testapparatur wünschenswert, um die Trenneffizienz für reale Systeme und Anwendungen für Kolonnen im industriellen Maßstab bewerten zu können.
Hierzu werden derzeit im Rahmen des vom BMBF geförderten Projektes „ReProvAP“ (Reduzierung der klimarelevanten Prozessemissionen durch die verbesserte Auslegung von strukturierten Packungskolonnen) zwei miniaturisierte Messzellen in unterschiedlichen Skalierungen entwickelt.
Hauptaugenmerk der beiden Messzellen liegt auf der Entwicklung einer möglichst kleinen, jedoch für den industriellen Maßstab repräsentativen, Geometrie mit einem gleichzeitig verminderten Bedarf der zu untersuchenden Stoffmenge. Hierbei bilden die Messzellen mit zwei Packungsblechen den Kernbereich einer Packungskolonne
ab. Selbst erhebliche Variationen der Breite und Höhe führen zu einer Reduktion der Größe des Messaufbaus im Vergleich zu Kolonnen im Technikumsmaßstab.
In einer der Messzellen wird die Breite des zu vermessenden Packungsabschnitts variiert, um so Einflüsse von Randeffekten besser quantifizieren zu können. In der zweiten Messzelle wird hingegen die Packungshöhe variiert, wodurch u.a. der Einfluss des Packungsstoßes untersucht werden soll.
Die Messzellen werden modular aufgebaut, um so effizient die verschiedenen Geometrien bei gleichbleibender Peripherie untersuchen zu können

Forschungsprojekte

ReProvAP - Reduzierung der klimarelevanten Prozessemissionen durch die verbesserte Auslegung von strukturierten Packungskolonnen