Entwicklung von Miniaturmesszellen zur Charakterisierung und effizienten Auslegung von strukturierten Packungskolonnen auf Basis eines Elementarzellenmodells.

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Marcus Grünewald; Professor Dr.-Ing. Jens-Uwe Repke
• Fachliche Zuordnung: Chemische und Thermische Verfahrenstechnik
• Förderung: Förderung von 2014 bis 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 259904464

Gesamtziel des Forschungsvorhabens ist es, das Stofftransportverhalten bzw. Trennleistungsverhalten einer großtechnischen Packungskolonne auf der Grundlage miniaturisierter Versuchsanordnungen und einer geeigneten Modellierung abbilden zu können. Die miniaturisierte Versuchsanordnung soll die kleinste trenntechnisch realisierbare Einheit darstellen, die Aussagen zum Stoffübergang eines großtechnischen Apparates mit Berücksichtigung der realen Randbedingungen zulässt. Damit wird als labortechnischer Ausgangspunkt zur Auslegung von Kolonnen nicht mehr eine Laborkolonne benutzt, welche im Prinzip nur ein stark verkleinertes Abbild der großtechnischen Kolonne darstellt. Die hier vorgeschlagene und zu erforschende methodische Vorgehensweise stellt somit einen fundamentalen Paradigmenwechsel zur bisherigen Praxis in Forschung und Industrie dar, was grundlegender Forschungsarbeiten bedarf. Das Verhalten von Packungskolonnen lässt sich in fluiddynamische Aspekte und Stoffübergangscharakteristik unterteilen. In dem hier beantragten Vorhaben wird zunächst die Fluiddynamik entsprechend des gesamtheitlichen methodologischen Ansatzes charakterisiert, bevor in einer weiteren Forschungsphase aufbauend auf den Ergebnissen dieses Projektes eine konsequente Erweiterung um das Stoffübergangsverhalten erfolgen soll. Mit der Entwicklung einer derartigen miniaturisierten Versuchsanordnung würden für die thermische Trenntechnik die Grundlagen für eine neue Technologieplattform geschaffen, welche die dezidierte Einstellung, Betrachtung und Ermittlung von verschiedenen Parametern (Stofftransportwiderstände, Kontaktwinkeln, Oberflächenstrukturen, etc.) zulässt und damit perspektivisch nicht nur allein für die Lösung der Scale-up-Problematik von höchstem Interesse ist.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen