Leichte SpracheZellenmodell zur Auslegung von Packungskolonnen und Flüssigkeitsverteilern
links: Flüssigkeitsverteilspektren an der Ø 1,2 m Kolonne gemessen und rechts: mit dem Zellenmodell berechnet [Quelle: TU München, Lehrstuhl für Anlagen- und Prozesstechnik]
Das Phänomen der Flüssigkeitsmaldistribution kann bisher nur unzureichend genau vorhergesagt werden. Bei der Auslegung von Packungskolonnen zur Stofftrennung wird dies durch zusätzliche Sicherheitsaufschläge kompensiert. In 2007 wurde ein Zellenmodell zur Vorhersage der Flüssigkeitsmaldistribution in Füllkörperkolonnen vorgestellt, welches die Flüssigkeitsverteilung auf Basis einer Berieselungssimulation des CAD-Modells eines Einzelfüllkörpers berechnet.
Im Rahmen des Projekts wurde die Flüssigkeitsverteilung in Packungskolonnen an drei Versuchsanlagen untersucht. An einer Ø 1,2 m Kolonne sowie an einer Ø 2,0 m Kolonne wurden Messungen mit dem Stoffsystem Wasser/Luft durchgeführt. Versuche mit Isohexan/Stickstoff konnten in einer Ø 0,4 m Kolonne realisiert werden. Die gewonnenen Rohdaten stehen als Download auf der Projekthomepage öffentlich zur Verfügung.
Die Auswertung der Versuchsdaten zeigt für unterschiedliche Füllkörperstrukturen eine starke Abhängigkeit der Flüssigkeitsverteilung von der Fluiddynamik in Packungskolonnen. Die Abhängigkeiten von Gasbelastung und Berieselungsdichte wurden mit neuartigen Modellansätzen in das Zellenmodell implementiert. Vergleichsrechnungen zeigen eine gute Übereinstimmung mit den experimentellen Daten. Das Zellenmodell für Füllkörper wurde somit erfolgreich weiterentwickelt und validiert.
