Experimentelle Untersuchungen zur fluiddynamischen Auslegung von Hochleistungstrennböden auf Basis einer miniaturisierten Messzelle

Die Zerlegung synthetischer oder natürlicher Produkte in ihre Einzelkomponenten stellt in der chemischen Industrie die zentrale Aufgabe für Kolonnen zur Absorption, Destillation und Rektifikation dar. Stets wachsende Anforderungen an die Prozessanlagen hinsichtlich steigender Flexibilisierung und Umstrukturierung zu deutlich höheren Anteilen fluktuierender Stromerzeugung erfordern eine deutliche Anpassung des zulässigen Lastbereichs. Zur Gewährleistung energieeffizienter Anlagen – auch im starken Unterlastbereich – sind optimale Strömungsverhältnisse innerhalb der Kolonnen unumgänglich.

Gerade im Hinblick auf die fluiddynamischen Größen auf Kolonnenböden mit Hochleistungsventilen – insbesondere bei der Verwendung von Fixed- und Push-Valves – fehlen verlässliche Auslegungstools und experimentellen Daten. Im Rahmen eines AiF-Projektes werden in Zusammenarbeit mit der TU München und dem Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf Werkzeuge und Methoden entwickelt, die eine standardisierte Auslegung neuer Hochleistungsböden ermöglichen (s. https://www.hzdr.de/coltray/de/start.html).

An der Ruhr-Universität Bochum wird ein miniaturisierter Versuchsstand zur Untersuchung der fluiddynamischen Größen begaster Einzelventile und Ventilgruppen entwickelt. Neben Messungen zum lokalen Strömungsfeld, Entrainment, Durchregnen und Fluten wässriger Systeme wird auch der Einsatz organischer Stoffsysteme ermöglicht. Derartige Untersuchungen liefern Informationen zu Interaktionen zwischen den Ventilen und lassen Rückschlüsse auf die Übertragbarkeit der im Rahmen des Projektes entwickelten Werkzeuge und Methoden auf weitere Stoffsysteme zu.