Grundlegende Analyse der Kohlendioxidabsorption aus Biogas in rotierenden Packungsbetten

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Jens-Uwe Repke
• Fachliche Zuordnung: Chemische und Thermische Verfahrenstechnik
• Förderung: Förderung seit 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 544949629

Dieses Projekt widmet sich der grundlegenden Untersuchung eines rotierenden Packungsbettprozesses zur Biogasanreicherung durch selektive Absorption von Kohlendioxid. Es wird in einer trilateralen Kooperation zwischen einer polnischen (Technische Universität Lodz), einer tschechischen (Technische Universität Brünn) und einer deutschen (Technische Universität Berlin) Forschungseinrichtung durchgeführt. Durch die Zusammenarbeit entsteht ein Expertenteam, das auf verschiedene Aspekte der rotierenden Packungsbett-Technologie (RPB) spezialisiert ist und für die erfolgreiche Umsetzung dieses Vorhabens erforderlich ist. Durch die Zusammenstellung eines interdisziplinären und internationalen Teams wird eine Kombination aus experimenteller Arbeit (Hydrodynamik und Stofftransport), optischen Studien, numerischer Simulation und Ratenbasierter Modellierung genutzt, um tiefe Einblicke in den untersuchten Prozess zu ermöglichen. Das Ziel des Projekts besteht darin, ein umfassendes Verständnis der Biogasanreicherung im RPB zu generieren. Darüber hinaus werden neuartige selbstverteilende RPB-Packungen entwickelt und potenzielle Lösungsmittel hinsichtlich ihrer physikalischen und chemischen Eigenschaften untersucht. Die grundlegende Untersuchung eines solchen Prozesses ist eine vielschichtige Aufgabe, die viele Eingaben erfordert, wie z. B. die Suche nach einem geeigneten Lösungsmittel, die Entwicklung einer geeigneten Packung, die Untersuchung des Prozesses unter verschiedenen Bedingungen und Gerätekonfigurationen, die Modellierung von Hydrodynamik und Stofftransfer und schließlich eine Modellvalidierung. Um den Prozess auf grundlegender Ebene zu untersuchen, wurden für dieses Projekt mehrere untergeordnete Ziele festgelegt: - Screening reaktiver Absorptionssysteme für ein Lösungsmittel, das für den Prozess der CO2-Trennung mit rotierendem Füllkörperbett geeignet ist, insbesondere für die Biogasanreicherung. - Untersuchung dreifach periodischer minimaler Oberflächenstrukturen für selbstverteilende RPB-Packungen - Untersuchung des Einflusses des Packungs-Hohlraum-Verhältnisses auf das RPB-Absorptionssystem - Entwicklung eines hydrodynamischen Modells zur Beschreibung der Phasendispersion in dreifach periodischen minimalen Oberflächenpackungen und in die äußere Hohlraumzone eines RPBs - Entwicklung eines prädiktiven Nichtgleichgewichtsmodells, das den Biogasanreicherungsprozess in einem rotierenden Packungsbett beschreibt - Experimentelle Untersuchung des Biogasanreicherungsprozesses mit rotierendem Festbett und Modellvalidierung

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Polen, Tschechische Republik
• Partnerorganisation: Czech Science Foundation
• Kooperationspartner: Professor Dr. Andrzej Franciszek Górak; Professor Dr. Miroslav Jícha