ColTray - Auslegung von Hochleistungsböden

Beschreibung

Bodenkolonnen stellen neben Packungskolonnen die am häufigsten in der thermischen Trenntechnik eingesetzten Stofftrennapparate dar. Eine Verbesserung der Stofftrennleistung in Bodenkolonnen wird unter anderem durch die Optimierung der eingebauten Böden erreicht. Neben den klassischen Siebböden, die in der Literatur bereits umfassend untersucht wurden, kommen in der Praxis vor allem Ventilböden zum Einsatz. Hierbei sind Hochleistungsböden mit Fixed- und Push-Valves ein vergleichsweise neuer Bodentyp, bei dem in Bezug auf die Fluiddynamik noch einiges Forschungspotential vorhanden ist. Speziell für Anlagen, in denen ein flexibles Betriebsverhalten erforderlich ist, besteht dabei weiterer Forschungsbedarf, um das Verhalten der Böden insbesondere an den Belastungsgrenzen besser vorhersagen zu können.

Zur weiteren Untersuchung dieses Themas wurde daher das IGF-Forschungsvorhaben Werkzeuge und Methoden zur verbesserten fluiddynamischen Auslegung von Querstromböden mit Hochleistungsventilen (kurz: Auslegung von Hochleistungsböden) ins Leben gerufen, welches von den drei Forschungsstellen TU München, Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf und Ruhr-Universität Bochum bearbeitet wird.

An der TUM liegt der Fokus dabei auf der fluiddynamischen Untersuchung unterschiedlicher Bodenkonfigurationen im Technikumsmaßstab. Die dafür durchzuführenden Messungen erfolgen an einer Versuchsanlage mit 1.2m Durchmesser und 6m Höhe, die im Technikum des Lehrstuhls betrieben wird. Neben der Beschreibung von (lokalen) Strömungsfeldern auf den Kolonnenböden steht dabei vor allem die Beschreibung des Verhaltens an den Belastungsgrenzen im Fokus. Aufbauend auf umfangreichen experimentellen Untersuchungen sollen schließlich Modellierungen zur Performance von Hochleistungsböden durchgeführt und weitere Fragestellungen von Bodenkonfigurationen untersucht werden.

(Internetauftritt des Projekts: ColTray)

Förderung

Das Projekt ist ein Forschungsvorhaben der Forschungsvereinigung Forschungs-Gesellschaft Verfahrens-Technik e.V. und wird über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz gefördert (IGF-Nr. 20835 BG).

Veröffentlichungen

  • Engel, F. S.; Wiedemann, P.; Schleicher, E.; Arcuri, L.; Schubert, M.; Hampel, U.; Klein, H.; Rehfeldt, S.: Tracer-Untersuchungen zum Strömungsverhalten der Zweiphasenschicht in einer DN1200-Bodenkolonne. Jahrestreffen der DECHEMA/VDI-Fachgruppe Fluidverfahrenstechnik, 2024 mehr…
  • Engel, F. S.; Klein, H.; Rehfeldt, S.: Hydraulic investigations of standard and high performance trays in a DN1200 column. Chemical Engineering Research and Design 194, 2023, 478-486 mehr…
  • Engel, F. S.; Wiedemann, P.; Schleicher, E.; Schubert, M.; Hampel, U.; Klein, H.; Rehfeldt, S.: Vergleichende Untersuchungen zu Höhe und Aufbau der Zweiphasenschicht in Bodenkolonnen mittels Feldsensor und Lichtvorhang. Jahrestreffen der DECHEMA-Fachgruppen Fluidverfahrenstechnik und Adsorption, 2023 mehr…
  • Engel, F. S.; Klein, H.; Rehfeldt, S.: Fluiddynamische Untersuchungen der Belastungsgrenzen von Sieb- und Hochleistungsböden. Jahrestreffen der ProcessNet-Fachgruppen Fluidverfahrenstechnik und Hochdruckverfahrenstechnik, 2022 mehr…
  • Engel, F. S.; Klein, H.; Rehfeldt, S.: Hydraulic Investigations of the Operating Limits of High Performance Trays. 12th international conference on Distillation & Absorption (D&A), 2022 mehr…
  • Engel, F. S.; Klein, H.; Rehfeldt, S.: Konzeption eines Versuchsstandes zur Untersuchung der Belastungsgrenzen von Hochleistungsböden. Jahrestreffen der ProcessNet-Fachgruppen Fluidverfahrenstechnik und Wärme- und Stoffübertragung, 2021 mehr…