Methodik zur Entwicklung additiv gefertigter Packungsstrukturen im Bereich der thermischen Trenntechnik

Abstract

Es wird ein methodisches Vorgehen zur Entwicklung additiv gefertigter, innovativer Packungsstrukturen für den Labor‐ und Technikumsmaßstab beschrieben, wobei der Fokus hier auf der Methodik der Entwicklungsstrategien liegt. Es werden flexibel dimensionierbare Packungsstrukturen, angelehnt an Kristallgitterstrukturen, mithilfe des VBA‐Tools in Autodesk Inventor® erzeugt. Die Charakterisierung erfolgt mit CFD‐Simulationen, bei denen der spezifische trockene Druckverlust ermittelt und die Flüssigkeitsverteilung visualisiert wird. Grenzen bei der Strukturentwicklung ergeben sich durch das verwendete Fertigungsverfahren selektives Lasersintern. Eine der entwickelten Packungsstrukturen wurde abschließend mit dazugehörigem Kolonnenmantel aus Polyamid 12 gedruckt.

Assessing the wall effects of packed concentric cylinders and angular walls on granular bed porosity

“…At the same time, they pose the benefit of exhibiting relatively low hydraulic pressure drops through the apparatus [6]. For these reasons, packings are a current topic in many investigations [7][8][9][10]. Furthermore, the effects of column walls on packed bed porosity are mentioned in various experimental and numerical works [11][12][13][14][15], allowing for an evident parallel to cake filtration.…”

Separation Units 4.0 – Trennapparate heute und morgen

“…Die in diesem Zusammenhang relevanten Arbeiten lassen sich hinsichtlich der Apparate, in denen sie eingesetzt werden, klassifizieren. Einerseits werden trennwirksame Einbauten für konventionelle Kolonnen entwickelt und untersucht , , andererseits werden maßgeschneiderte Lösungen für die zuvor bereits diskutierten rotierenden Stoffaustauschapparate entwickelt , .…”

“…Für die konventionellen Kolonnen werden bspw. Einbauten basierend auf unterschiedlichen Elementarzellen entworfen . Bevor diese Einbauten gefertigt werden, werden Druckverlust, Flüssigkeitsholdup und Verteileigenschaften mittels CFD‐Simulationen charakterisiert und die Elementarzellen je nach Ergebnis hinsichtlich ihrer geometrischen Eigenschaften optimiert.…”

Einfluss des additiven Fertigungsverfahrens auf die Gestalt einer Mikrorektifikationsapparatur

“…Die Rektifikation ist eine Standardtechnologie in der chemischen Verfahrenstechnik, die Wissenschaft und Technologie hinter diesem Grundverfahren kann ohne Vorbehalte als ausgereift bezeichnet werden. Das Ziel, Rektifikationskolonnen weiter zu verbessern, ist jedoch ungebrochen, auch mithilfe des 3D-Drucks [1][2][3][4][5]. Insbesondere besteht in der Mikroverfahrenstechnik ein wachsender Bedarf an kleinen, flexibel anpassbaren Apparaten fu ¨r modulare Anlagen [6,7].…”