ReProvAP – Reduzierung der klimarelevanten Prozessemissionen durch die verbesserte Auslegung von strukturierten Packungskolonnen
Beschreibung
Das Forschungsprojekt strebt eine signifikante Reduktion der klimarelevanten Prozessemissionen der Chemischen Industrie durch die verbesserte Auslegung von strukturierten Packungskolonnen an. Basierend auf der Auswertung vorhandener Betriebsdaten und experimenteller Untersuchungen, neu zu entwickelnder Messzelle(n) und/oder neu zu entwickelnder Modellierungsansätze wird eine neue, innovative Vorgehensweise zur Berechnung der notwendigen Packungshöhe von Stoffaustauschkolonnen erarbeitet. Dabei werden drei unterschiedlich lang in die Zukunft gerichtete Ziele verfolgt: Die Analyse vorhandener Betriebsdaten soll kurzfristig für die effizientere Betriebsweise vorhandener Bestandsanlagen nutzbar sein. Mittelfristig sollen neu zu entwickelnde Messzellen die experimentelle Informationsbeschaffung für die Auslegung neuer Anlagen schnell und gezielt gewährleisten, ohne dass experimentelle Erfahrungen im Pilotierungsmaßstab notwendig sind. Langfristig ist die Entwicklung neuartiger Modellierungsansätze (insbesondere auf der Basis von Computational Fluid Dynamics (CFD)-Methoden durch die enge simultane Betrachtung von Fluiddynamik und Stoffübertragung) anzusehen. Die neue Auslegungsmethodik soll im Idealfall experimentelle Untersuchungen mit dem jeweiligen spezifischen Stoffsystem ersetzen und direkt eine Übertragung von bekannten Stoffsystemen auf neue, reale und stark nicht-ideale Stoffsysteme ermöglichen. Am Ende soll eine neue Auslegungsmethodik mit verbesserter Auslegungssicherheit erhalten werden, die bisher nicht sicher auslegbare Energieeffizienzmaßnahmen ermöglicht.
Im Verbundprojekt beschäftigt sich die TUM mit simulativen Arbeiten zu strukturierten Packungen. Dabei wird in enger Abstimmung mit den daran beteiligten Firmen und universitären Partnern zusammengearbeitet.
Hauptziele der TUM im beantragten Projekt sind dabei:
Untersuchung der Fluiddynamik und des Stofftransports in strukturierten Packungen auf Basis von vorher mit den Partnern definierten Randbedingungen.
Verstehen der kleinskaligen Phänomene in strukturierten Packungen und Identifizierung von Abhängigkeiten zwischen Betriebsparameter und HETP-Wert.
Entwicklung einer neuen Auslegungsmethodik für strukturierte Packungen, die auch für wässrige, weitsiedende und hochviskose Stoffsysteme Gültigkeit besitzt.
Nach der Bekanntmachung zur Förderung von Projekten zum Thema „Vermeidung von klimarelevanten Prozessemissionen in der Industrie (KlimPro-Industrie)“, Bundesanzeiger vom 26.07.2019.
Neumann, M.; Rehfeldt, S.; Klein, H.: Improving Design and Scale-up of Columns with Structured Packings Using Artificial Intelligence. 14th European Congress of Chemical Engineering and 7th European Congress of Applied Biotechnology, 2023 mehr…
Neumann, M.; Rehfeldt, S.; Klein, H.: Improving Design and Scale-up of Columns with Structured Packings Using Artificial Intelligence. AIChE Annual Meeting, 2023 mehr…
Xia, M.; Neumann, M.; Rehfeldt, S.; Klein, H.: Improving design and scale-up of columns with structured packings by means of CFD. Chemical Engineering Research and Design 193, 2023, 54-64 mehr…
Xia, M.; Rehfeldt, S.; Klein, H.: Numerical Simulation of Fluid Dynamics and Mass Transfer of a Two-phase Flow in Structured Packings. 14th European Congress of Chemical Engineering and 7th European Congress of Applied Biotechnology, 2023 mehr…
Xia, M.; Rehfeldt, S.; Klein, H.: Numerische Simulation der Fluiddynamik und des Stofftransports einer Zweiphasenströmung in strukturierten Packungen. Jahrestreffen der DECHEMA-Fachgruppen Fluidverfahrenstechnik und Adsorption, 2023 mehr…
Xia, M.; Rehfeldt, S.; Klein, H.: Numerical Simulation of Fluid Dynamics and Mass Transfer of a Two-phase Flow in Structured Packings. AIChE Annual Meeting, 2023 mehr…
2022
Neumann, M.; Xia, M.; Rehfeldt, S.; Klein, H.: Auslegung und Scale-up von Kolonnen mit strukturierten Packungen mit Hilfe von CFD. Jahrestreffen der ProcessNet-Fachgruppen Fluidverfahrenstechnik und Hochdruckverfahrenstechnik, 2022 mehr…
Xia, M.; Neumann, M.; Rehfeldt, S.; Klein, H.: Improving Design and Scale-up of Columns with Structured Packings by Means of CFD. 12th international conference on Distillation & Absorption (D&A), 2022 mehr…
