Miniaturisierte Messzellenversuche als potenzielles Auslegungswerkzeug für Kolonnen mit strukturierten Packungen

Abstract

Kolonnen mit strukturierten Packungen finden eine weite Verbreitung in Destillations‐ und Absorptionsprozessen der verfahrenstechnischen Industrie. Für eine potenzielle neue Auslegungsmethode für Packungskolonnen mit strukturierten Packungen auf Basis von miniaturisierten Messzellen werden das Design und die Evaluierung zweier entwickelter Messzellen zur Bestimmung charakteristischer Kenngrößen der Hydrodynamik in Packungskolonnen vorgestellt. Ergebnisse zum Flüssigkeits‐Holdup aus beiden Messzellen werden mit etablierten Berechnungsmodellen und eigenen Validierungsmessungen in einer Technikumskolonne verglichen.

Einfluss von Randspalt und Randabweiser auf die Fluiddynamik einer Messzelle zur HETP‐Bestimmung

“…In vorangegangenen Arbeiten konnte gezeigt werden, dass der Holdup ohne Gasgegenstrom über einen großen Flüssigkeitsbelastungsbereich in guter Ü bereinstimmung mit den Werten aus einer DN300-Technikumskolonne steht [13]. Eine vollständige Charakterisierung der Fluiddynamik enthält zusätzlich zum Holdup auch Messungen zum Druckverlust.…”

“…Am Flutpunkt kann der Gegenstrombetrieb nicht mehr aufrechterhalten werden und es kommt entweder zu einer Phaseninversion oder zu ausgeprägtem Flüssigkeitsmitriss [27]. In vorangegangenen Arbeiten konnten vergleichbare Parallelen bereits für den Betrieb mit nur einer Phase festgestellt werden [28].…”

“…Schon früh wurden einfache Messzellenaufbauten genutzt, um ein besseres Verständnis über die Phänomenologie der Strömung innerhalb der Packung, aber auch den Einfluss des Randes auf die Fluiddynamik zu erhalten. Stoter et al [8] [11] oder die von Billet und Schultes [12], abgebildet werden kann und in guter Ü bereinstimmung mit experimentellen Daten aus einer Technikumskolonne steht [13]. Abweichungen zwischen der Fluiddynamik der Kolonne und der Messzelle können hier auf den Einfluss des Randes bzw.…”

Recent Advances in Experimental Techniques for Flow and Mass Transfer Analyses in Thermal Separation Systems

“…In recent investigations, miniaturized experimental set‐ups were built to investigate the influence of the number of packing sheets (Ruhr‐University Bochum) or the influence of the geometry of the packing sheet (Technical University of Berlin) to find the minimum required and smallest possible dimension for such a miniaturized experimental set‐up . Within the miniaturized experimental set‐ups (Fig.…”

“…The outcome of these experimental investigations can be further applied to advanced three‐dimensional column models to accurately and cost‐effectively predict the performance of a column . These three‐dimensional columns models are especially advantageous compared to today's state of the art plug flow models that usually do not take small‐ and large‐scale maldistributions of the two‐phase flow into account and comprise therefore remarkable uncertainties.…”