Ruhr-Universität Bochum
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Reduzierung der klimarelevanten Prozessemissionen durch die verbesserte Auslegung von strukturierten Packungskolonnen
Produktionsprozesse der chemischen Industrie beinhalten energieintensive Verfahrensschritte wie die Destillation/Rektifikation und Absorption/Desorption zur Trennung und Reinigung von Prozessströmen. Diese Kolonnen besitzen zur Steigerung der Trenneffizienz Einbauten in Form von Packungen. Somit wird eine große Phasengrenzfläche und ein intensiver Kontakt zwischen der im Gegenstrom geführten Gas- und Flüssigphase gewährleistet. Nachteil der Packungskolonnen ist die meist ungenaue Vorhersagbarkeit der Stofftrennleistung, wodurch für einige Stoffsysteme eine hohe Unsicherheit bei der Auslegung entsteht. Zur Kompensation der Unsicherheit werden Sicherheitsaufschläge verwendet, die zu unnötig hohen Energie- und Ressourcenverbräuchen führen.
Innerhalb des BMBF-Projekts ReProvAP soll basierend auf Betriebsdaten, experimentellen Ergebnissen, Simulationen und einer neuentwickelten Miniaturmesszelle eine neue Auslegungsmethodik für Packungskolonnen entwickelt werden. Dabei liegt ein besonderer Fokus auf nicht-idealen Stoffsystemen, die z.B. eine erhöhte Viskosität, einen hohen Wasseranteil oder weitsiedende Eigenschaften aufweisen.
An der Ruhr-Universität Bochum wird eine neue Messzelle im Miniaturmaßstab entwickelt, die die kleinste trenntechnisch realistische Einheit darstellt. Mit einem möglichst geringen Hold-up sollen Parameter bezüglich des Stofftransports und der Fluiddynamik bestimmt werden. Nach der Inbetriebnahme der Messzelle steht die destillative Trennung eines definierten Benchmark-Systems im Vordergrund, wodurch dann eine Übertragbarkeit der Messzelle auf Kolonnen im Technikums- und Industriemaßstab geprüft wird. Die Messzelle stellt so ein Werkzeug zur verbesserten Auslegung großskaliger Packungskolonnen dar, das langfristig in der Industrie getestet und eingesetzt werden soll.
Brinkmann, J.H., Plate, D., Merkel, A., Benedikt Seithümmer, V., Biessey, P., Grünewald, M.
2021. Application of a Wire-Mesh Sensor for the Experimental Characterization of Liquid Distribution in Packed Columns.
Chem. Eng. Sci., 116721. 10.1016/j.ces.2021.116721
Merkel, A.; Plessing, L.; Gerrit, A.; Luinstra; Grünewald, M.; Biessey, P.
Development of a Separation Sequence forthe Integration of a Styrene Recyclate intoPolystyrene Production.
Chemie Ingenieur Technik, DOI:10.1002/cite.202100210, 2023
Merkel, A.; Leushacke, W.; Grünewald, M.
Destillation auf der ACHEMA 2022.
Chemie Ingenieur Technik, DOI:10.1002/cite.202300015, 2023
Merkel, A.; Grünewald, M.; Biessey, P.
Entwicklung und energetische Bewertung einer thermischen Trennsequenz zur Integration eines Styrol-Rezyklatstroms in die industrielle Polystyrolherstellung
IN4CLIMATE.nrw-Tagung (virtuell), 2020
Brinkmann, J.; Merkel, A.; Plate, D.; Grünewald, M.
Gittersensorbasierte Charakterisierung und Modellierung von Phasenverteilung und Stofftransport in Packungskolonnen
Jahrestreffen der ProcessNet-Fachgruppen Fluidverfahrenstechnik und Wärme- und Stoffübertragung, 2021
Plate, D.; Brinkmann, J.; Merkel, A.; Grünewald, M.
Stofftransportmessungen in einer Messzelle zum Scale-up von Packungskolonnen
Jahrestreffen der ProcessNet-Fachgruppen Fluidverfahrenstechnik und Wärme- und Stoffübertragung, 2021
Merkel, Amelie; Pöschmann, René; Leushacke, Wibke; Leuner, Hannes; Grünewald, Marcus; Repke, Jens-Uwe
Ein neuer experimenteller Ansatz zur Bestimmung von HETP-Werten strukturierter Packungen mithilfe geometrisch variabler Miniaturmesszellen
Jahrestreffen der Fachgruppe Fluidverfahrenstechnik, 02.-03. Mai 2022, Frankfurt/Main
Merkel, A.; Leushacke, W.; Grünewald, M.
Charakterisierung einer miniaturisierten Destillationsmesszelle mit einem Standardstoffsystem
Jahrestreffen der erweiterten DECHEMA/VDI-Fachsektion „Prozess-, Apparate- und Anlagentechnik“
Frankfurt, 20.-21.11.2023
Merkel, A.; Grünewald, M.
Charakterisierung einer Miniaturmesszelle für die Bestimmung von HETP-Werten strukturierter Packungen
Jahrestreffen der DECHEMA-Dachgruppe Fluidverfahrenstechnik
04-06.03.2024, Bochum
Merkel, Amelie; Leushacke, Wibke; Plate, Dominik; Grünewald, Marcus
A new experimental approach to determine HETP values of structure packings using a miniaturized measuring cell.
(Bio)Process Engineering – a Key to Sustainable Production, 13.-15. September 2022, Aachen
Merkel, A.; Leushacke, W.; Grünewald, M.
Charakterisierung einer Miniaturmesszelle für die genauere Bestimmung von HETP-Werten strukturierter Packungen.ProcessNet Jahrestreffen FVT und Adsorption, Frankfurt, 21.-23.03.2023