Details

Autor(en) / Beteiligte

• Flechsig, Steve
• Kenig, Eugeny[Akademischer Betreuer]
• Schubert, Markus[Akademischer Betreuer]

Titel

Detaillierte Untersuchungen der Strömungs- und Transportvorgänge in Kolonnen mit Anstaupackungen : von Steve Flechsig M.Sc. ; Referent: Prof. Dr.-Ing. Eugeny Kenig, Korreferent: Prof. Dr.-Ing. Markus Schubert

Ort / Verlag

Paderborn

Erscheinungsjahr

2023

Verknüpfte Titel

Beschreibungen/Notizen

• Tag der Verteidigung: 18.07.2023
• ger: Die Einbauten sind ein wichtiger Bestandteil von thermischen Trennapparaten, da sie einen substanziellen Einfluss auf die wesentlichen Leistungsmerkmale wie Druckverlust, Kapazität und Trenneffizienz haben. Die Effizienz und die Kapazität von solchen Trennapparaten kann durch den Einsatz von Anstaupackungen gesteigert werden. Dieser integrierte Einbautentyp ist eine Kombination von zwei abwechselnd angeordneten, handelsüblichen Strukturpackungen, die sich in Bezug auf ihre Belastungsgrenzen differenzieren lassen. Dabei entstehen im Betrieb belastungsabhängige, in ihrer Trennwirkung unterschiedliche Regime. Neben rieselfilmartigen Strömungsmustern treten auch Sprudelregime in Erscheinung, die besonders zur Erhöhung der Trennleistung beitragen. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurde ein rate-based-Modell entwickelt, welches die Auswirkungen der vorherrschenden Regime in Anstaupackungen berücksichtigt. Basierend auf experimentellen Daten zur CO2-Absorption und Ergebnissen aus tomographischen Untersuchungen wurden Abhängigkeiten der modellspezifischen Parameter identifiziert und anschließend regimespezifisch ins Modell implementiert. Das anhand der experimentellen Daten zur CO2-Absorption verifizierte Modell kann grundsätzlich auch zum Design von Kolonnen mit Anstaupackungen bei anderen thermischen Trennverfahren, wie der Rektifikation, eingesetzt werden, bei der unter gewissen Voraussetzungen die Anwendung von Anstaupackungen besonders vorteilhaft ist.
• eng: Column internals play an important part in fluid separation processes due to their substantial influence on key performance characteristics, such as pressure drop, capacity and separation efficiency. The efficiency and capacity of separation columns can be increased by the application of sandwich packings. This integrated type of internals represents a combination of two alternating, commercially available structured packings with different load limits. During the operation, different load-dependent regimes with specific separation performance arise. In addition to film-like flow patterns, froth regimes also occur, which substantially contribute to separation efficiency enhancement. In this work, a rate-based-model was developed to consider the impact of load-dependent regimes in sandwich packings. Based on experimental data on CO2-absorption and results from tomographic investigations, dependencies of the model-specific parameters were identified and subsequently regime-specifically implemented into the model. The model, which was verified on the basis of experimental data on CO2-absorption, can basically be used for the column design with sandwich packings of other separation processes, such as distillation, in which the application of sandwich packings can be particularly advantageous.